本发明专利技术公开了一种刀具用合金材料及其制备方法，该合金材料的各组成成分的质量份数为：铬粉20~32份、碳化硅18~27份、氮化钽9~14份、铝化钛5~12份、碳纤维4~10份、硫化钨2~5份、钒氮合金4~8份、磷酸硅6~13份、镍粉5~11份、铁粉30~42份和有机添加剂9~22份。本发明专利技术所提供的合金材料的硬度值高达219~257HB，断裂韧性为8.8~10.2MPa/m2，材料的表面磨损值为0.12~0.19mm，显示良好的硬度、韧性和耐磨性，可适合苛刻环境的加工应用需求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于刀具
，尤其涉及。
技术介绍
在机械加工中，切削时刀具不断与切肩和工件接触并发生强烈的摩擦，很容易造 成刀具急剧磨损，从而降低刀具寿命。在机械加工领域，刀具材料应用最多的是合金钢材 料。传统的合金钢刀具的硬度、韧性和耐磨性均不佳，在机械切削加工时，容易折断磨损而 需要经常更换，增加了切削加工成本；此外，对于一些硬度高的材料或者产品形状尺寸特殊 的情况，传统的合金钢刀具无法胜任。因此，需要提供一种硬度、韧性和耐磨性均良好的刀 具用材料，以适应更广泛的应用需求。
技术实现思路
要解决的技术问题是：为了解决上述问题的至少一种，提供一种高硬度、耐磨且韧 性佳的刀具用合金材料及其制备方法。 技术方案：为了解决上述问题，本专利技术提供了一种刀具用合金材料，各组成成分的 质量份数为：铬粉20~32份、碳化硅18~27份、氮化钽9~14份、铝化钛5~12份、碳纤维4~10 份、硫化钨2~5份、钒氮合金4~8份、磷酸硅6~13份、镍粉5~11份、铁粉30~42份和有机添 加剂9~22份。 所述碳纤维的长度为l~2um。 所述有机添加剂为石蜡成型剂。 所述碳化娃的平均粒径小于2um，所述硫化妈的平均粒径小于1. 5um。 优选的，所述的刀具用合金材料，各组成成分的质量份数为：铬粉25~32份、碳化 硅18~23份、氮化钽9~14份、铝化钛6~12份、碳纤维4~8份、硫化钨3~5份、钒氮合金4~8 份、磷酸硅7~13份、镍粉7~11份、铁粉33~42份和有机添加剂11~22份。 进一步，优选的，所述的刀具用合金材料，其特征在于，各组成成分的质量份数为： 铬粉29份、碳化硅21份、氮化钽12份、铝化钛8份、碳纤维7份、硫化钨3份、钒氮合金5 份、磷酸硅10份、镍粉8份、铁粉35份和有机添加剂16份。 所述的刀具用合金材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按照一定质量份数称取各原料； (2) 将除有机添加剂外的所有原料投入置球磨机中，加入适量的丙酮，湿磨一夜，干燥 后过200目筛； (3) 将有机添加剂加入步骤（2)中混合搅拌均匀； (4) 将步骤（3)中所得混合料置于注射成型机中成为生坯； (5) 将所得生坯先置于真空炉中，在900°C下进行真空脱胶；然后再转置于压力炉中， 于800~1400°C，氮气气氛中进行烧结； (6) 自然冷却至室温，即可。 所述步骤（5)中所述烧结条件为：先以15°C/min的速度升温至1400°C，并保温 50min，然后以5°C/min的速度降至1200°C，并保温30min;再以8°C/min的速度降温至 800°C，并保温lh。 本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的合金材料硬度高、韧性好且耐磨，硬度值 高达219~257HB，断裂韧性为8. 8~10. 2MPa/m2,材料的表面磨损值为0. 12~0. 19mm。由于对 比例中未添加氮化钽、钒氮合金和磷酸硅，硬度和断裂韧性值明显下降，而表面磨损值也增 大，这说明合金材料中氮化钽、钒氮合金和磷酸硅对提高合金材料的耐磨性、韧性以及硬度 发挥着重要作用。【具体实施方式】 为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对专利技术优选实施方案进行描述，但是应 当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限 制。 实施例1 一种刀具用合金材料，各组成成分的质量份数为：铬粉20份、碳化硅18份、氮化钽9 份、铝化钛5份、碳纤维4份、硫化钨2份、钒氮合金4份、磷酸硅6份、镍粉5份、铁粉30份 和有机添加剂9份。 其中，所述碳纤维的长度为l~2um。所述有机添加剂为石蜡成型剂。所述碳化硅 的平均粒径小于2um，所述硫化妈的平均粒径小于1. 5um。 所述的刀具用合金材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按照一定质量份数称取各原料； (2) 将除有机添加剂外的所有原料投入置球磨机中，加入适量的丙酮，湿磨一夜，干燥 后过200目筛； (3) 将有机添加剂加入步骤（2)中混合搅拌均匀； (4) 将步骤（3)中所得混合料置于注射成型机中成为生坯； (5) 将所得生坯先置于真空炉中，在900°C下进行真空脱胶；然后再转置于压力炉中， 于800~1400°C，氮气气氛中进行烧结，具体烧结条件为：先以15°C/min的速度升温至 1400°C，并保温50min，然后以5°C/min的速度降至1200°C，并保温30min;再以8°C/min的 速度降温至800°C，并保温lh; (6) 自然冷却至室温，即可。 实施例2 一种刀具用合金材料，各组成成分的质量份数为：铬粉25份、碳化硅23份、氮化钽10 份、铝化钛6份、碳纤维8份、硫化钨3份、钒氮合金5份、磷酸硅7份、镍粉7份、铁粉33份 和有机添加剂11份。 上述所述的刀具用合金材料的制备方法及其它内容参见实施例1所述，在此不再 赘述。实施例3 一种刀具用合金材料，各组成成分的质量份数为：铬粉26份、碳化硅22份、氮化钽12 份、铝化钛9份、碳纤维7份、硫化钨3份、钒氮合金6份、磷酸硅9份、镍粉8份、铁粉36份 和有机添加剂16份。 上述所述的刀具用合金材料的制备方法及其它内容参见实施例1所述，在此不再 赘述。 实施例4 一种刀具用合金材料，各组成成分的质量份数为：铬粉29份、碳化硅21份、氮化钽12 份、铝化钛8份、碳纤维7份、硫化钨3份、钒氮合金5份、磷酸硅10份、镍粉8份、铁粉35 份和有机添加剂16份。 上述所述的刀具用合金材料的制备方法及其它内容参见实施例1所述，在此不再 赘述。 实施例5 一种刀具用合金材料，各组成成分的质量份数为：铬粉32份、碳化硅27份、氮化钽14 份、铝化钛12份、碳纤维10份、硫化钨5份、钒氮合金8份、磷酸硅13份、镍粉11份、铁粉 42份和有机添加剂22份。 上述所述的刀具用合金材料的制备方法及其它内容参见实施例1所述，在此不再 赘述。 对比例1 一种合金材料，各组成成分的质量份数为：铬粉20份、碳化硅18份、铝化钛5份、碳纤 维4份、硫化钨2份、镍粉5份、铁粉30份和有机添加剂9份。 所述的合金材料的制备方法，包括以下步骤： (1) 按照一定质量份数称取各原料； (2) 将除有机添加剂外的所有原料投入置球磨机中，加入适量的丙酮，湿磨一夜，干燥 后过200目筛； (3) 将有机添加剂加入步骤（2)中混合搅拌均匀； (4) 将步骤（3)中所得混合料置于注射成型机中成为生坯； (5) 将所得生坯先置于真空炉中，在900°C下进行真空脱胶；然后再转置于压力炉中， 于氮气气氛中进行烧结，具体烧结条件为：先以15°C/min的速度升温至1400°C，并保温 50min，然后以5°C/min的速度降至1200°C，并保温30min;再以8°C/min的速度降温至 800°C，并保温lh; (6) 自然冷却至室温，即可。 性能测试 对上述实施例和对比例中所制备的合金材料进行机械性能测试，其测试结果如下表所 示： 由上述测试结果可知，本专利技术提供的合金材料硬度高、韧性好且耐磨，硬度值高达 219~257HB，断裂韧性为8. 8~10. 2MPa/m2,材料的表面磨损值为0. 12~0. 19mm。由于对比例 中未添加氮化钽、钒氮合金和磷酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种刀具用合金材料，其特征在于，各组成成分的质量份数为：铬粉20~32份、碳化硅18~27份、氮化钽9~14份、铝化钛5~12份、碳纤维4~10份、硫化钨2~5份、钒氮合金4~8份、磷酸硅6~13份、镍粉5~11份、铁粉30~42份和有机添加剂9~22份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚振红，
申请(专利权)人：苏州捷德瑞精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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