本發(fā)明涉及刀具加工領(lǐng)域，特別是涉及一種燒結(jié)刀具及其加工方法。
背景技術(shù)：
聚晶立方氮化硼(pcbn，polycrystallinecubicboronnitride)是繼人造金剛石之后，人工合成的一種新型超硬刀具材料，其硬度僅次于金剛石，在切削和磨銷加工中得到廣泛應(yīng)用，是目前高速切削鐵系金屬最合適的刀具材料。聚晶立方氮化硼刀片的制作方法主要有兩種：一種是一次聚合法，即直接用立方氮化硼(cbn)一次聚合成高密度的燒結(jié)體；另一種是二次聚合法，先合成高密度立方氮化硼，然后再以立方氮化硼為原料經(jīng)高溫高壓燒結(jié)成聚晶立方氮化硼。
聚晶立方氮化硼刀片在實(shí)際使用過(guò)程中具有壽命不長(zhǎng)的缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種壽命更長(zhǎng)的燒結(jié)刀具及其加工方法。
一種燒結(jié)刀具的加工方法，包括：
提供燒結(jié)刀具；
對(duì)燒結(jié)刀具進(jìn)行深冷處理，包括：在室溫下，以不高于1°f/min的速度，將燒結(jié)刀具的溫度降至-300～-280°f，并保持不少于8小時(shí)；然后再以不高于1°f/min的速度，將燒結(jié)刀具的溫度升至室溫。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述燒結(jié)刀具為聚晶立方氮化硼刀具，所述提供燒結(jié)刀具的步驟包括用立方氮化硼燒結(jié)形成聚晶立方氮化硼刀具。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述燒結(jié)刀具為聚晶立方氮化硼刀片與硬質(zhì)合金基體的復(fù)合體，所述提供燒結(jié)刀具的步驟包括用立方氮化硼燒結(jié)形成聚晶立方氮化硼刀片，并將聚晶立方氮化硼刀片與硬質(zhì)合金基體燒結(jié)形成復(fù)合體。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)燒結(jié)刀具進(jìn)行深冷處理的步驟中，包括：在室溫下，以0.5-0.7°f/min的速度，將燒結(jié)刀具的溫度降至-300～-290°f，并保持12～18小時(shí)；然后再以0.5-0.7°f/min的速度，將燒結(jié)刀具的溫度升至室溫。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述燒結(jié)刀具為硬質(zhì)合金刀具，所述提供燒結(jié)刀具的步驟包括利用難熔金屬的硬質(zhì)化合物和粘結(jié)金屬燒結(jié)形成硬質(zhì)合金刀具。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)燒結(jié)刀具進(jìn)行深冷處理的步驟中，包括：在室溫下，以0.6-0.9°f/min的速度，將燒結(jié)刀具的溫度降至-300～-280°f，并保持9～12小時(shí)；然后再以0.6-0.9°f/min的速度，將燒結(jié)刀具的溫度升至室溫。
一種燒結(jié)刀具，由上述的加工方法制成。
上述燒結(jié)刀具及其加工方法通過(guò)對(duì)燒結(jié)刀具成品進(jìn)行深冷處理，在不改變結(jié)構(gòu)尺寸和材質(zhì)的前提下，可消除燒結(jié)刀具內(nèi)部應(yīng)力，延長(zhǎng)燒結(jié)刀具使用壽命。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明一實(shí)施例提供的燒結(jié)刀具加工方法，對(duì)成品的燒結(jié)刀具再作深冷處理，以使燒結(jié)刀具內(nèi)部應(yīng)力消除，而且尺寸和材質(zhì)均無(wú)變化，與此同時(shí)，還可改善機(jī)械韌性及耐磨性。所述燒結(jié)刀具可以是聚晶立方氮化硼刀具，也可以是硬質(zhì)合金刀具，還可以是由硬質(zhì)合金基體與聚晶立方氮化硼刀片燒結(jié)而成的復(fù)合體刀具。
一具體實(shí)施例中，所述燒結(jié)刀具為聚晶立方氮化硼刀具。聚晶立方氮化硼刀具可以采用一次聚合法，在模具中直接用立方氮化硼一次聚合成高密度的燒結(jié)刀具。整體燒結(jié)的聚晶立方氮化硼刀具因沒有硬質(zhì)合金襯底，故散熱性，韌性都更好。但也因直接燒結(jié)成形，故其內(nèi)部元素比較活躍，分布的不大均勻。通過(guò)對(duì)燒結(jié)刀具進(jìn)行深冷處理后可使分子排列的更加均勻，機(jī)械韌性及耐磨性均有提高，而且深冷處理不影響燒結(jié)刀具的尺寸和材質(zhì)。
所述深冷處理包括在室溫下，以不高于1°f/min的速度，將燒結(jié)刀具的溫度降至-300～-280°f，并保持不少于8小時(shí)；然后再以不高于1°f/min的速度，將燒結(jié)刀具的溫度升至室溫。
在一實(shí)施例中，對(duì)燒結(jié)刀具進(jìn)行深冷處理的步驟中，在室溫(25℃左右，可以是20℃，也可以是22℃)下，以0.5-0.7°f/min的速度，將燒結(jié)刀具的溫度降至-300～-290°f(-184℃～-178℃)，并保持12～18小時(shí)；然后再以0.5-0.7°f/min的速度，將燒結(jié)刀具的溫度升至室溫。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，經(jīng)此深冷處理后的燒結(jié)刀具相較于未經(jīng)深冷處理的燒結(jié)刀具，壽命提高30％。
上述加工方法也適用于硬質(zhì)合金基體與聚晶立方氮化硼刀片的復(fù)合體刀具。復(fù)合體刀具的制備可先提供硬質(zhì)合金基體，再將聚晶立方氮化硼刀片燒結(jié)至硬質(zhì)合金基體上而成。硬質(zhì)合金基體可以采用難熔金屬硬質(zhì)化合物與粘結(jié)金屬燒結(jié)而成。一實(shí)施例中，硬質(zhì)合金基體可由如下步驟提供：將難熔金屬硬質(zhì)化合物(碳化鎢、碳化鉭等)、粘結(jié)金屬(鈷粉或鎳粉)及少量添加劑(硬脂酸或依索敏)經(jīng)過(guò)配料，在己烷研磨介質(zhì)中進(jìn)行混合和研磨，添加石蠟的料漿，再經(jīng)真空干燥(或噴霧干燥)、過(guò)篩、制粒，制成摻蠟混合料；再將摻蠟混合料在模具內(nèi)經(jīng)過(guò)壓制制成高精度壓坯；壓坯經(jīng)真空脫蠟燒結(jié)或低壓燒結(jié)，制成硬質(zhì)合金基體。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，上述工藝原理也同樣適用于硬質(zhì)合金刀具。
硬質(zhì)合金刀具可以采用制成上述硬質(zhì)合金基體的工藝過(guò)程制備，只不過(guò)最終直接形成所需刀具的外形，即刀具的基體和刀片均由硬質(zhì)合金一體燒結(jié)而成。具體的，硬質(zhì)合金刀具可由如下步驟提供：將難熔金屬硬質(zhì)化合物(碳化鎢、碳化鉭等)、粘結(jié)金屬(鈷粉或鎳粉)及少量添加劑(硬脂酸或依索敏)經(jīng)過(guò)配料，在己烷研磨介質(zhì)中進(jìn)行混合和研磨，添加石蠟的料漿，再經(jīng)真空干燥(或噴霧干燥)、過(guò)篩、制粒，制成摻蠟混合料；再將摻蠟混合料在模具內(nèi)經(jīng)過(guò)壓制制成高精度壓坯；壓坯經(jīng)真空脫蠟燒結(jié)或低壓燒結(jié)，制成硬質(zhì)合金刀具。
一實(shí)施例中，可對(duì)上述的硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行如下深冷處理：在室溫下，以0.6-0.9°f/min的速度，將硬質(zhì)合金刀具的溫度降至-300～-280°f(-184℃～-174℃)，并保持9～12小時(shí)；然后再以0.6-0.9°f/min的速度，將硬質(zhì)合金刀具的溫度升至室溫。
經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，經(jīng)此深冷處理后的硬質(zhì)合金刀具相較于未經(jīng)深冷處理的硬質(zhì)合金刀具，壽命提高20％。
以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。