用于加工铁路钢轨的硬质合金刀片及制备方法技术

一种用于加工铁路钢轨的硬质合金刀片，其本体材料由碳化钨粉及钴粉烧结而成，其中，所述钴的质量百分比在9％‑12％，所述碳化钨粉的晶粒度在0.8μm‑2.0μm。本发明专利技术还提供一种该硬质合金刀片的制备方法。本发明专利技术的硬质合金刀片及制备方法，通过选择晶粒度较细的碳化钨粉，为合金提供较好的韧性，并且，钴的质量百分比在9％‑12％，含量较低，可保证材料的硬度，增强合金的耐磨性。

Cemented carbide inserts for processing railway rails and their preparation

【技术实现步骤摘要】
用于加工铁路钢轨的硬质合金刀片及制备方法
本专利技术涉及高端装备制造领域，特别是涉及一种用于加工铁路钢轨的硬质合金刀片及制备方法。
技术介绍
高铁、地铁、城铁等的钢轨在经过三年以上的高强度使用后，会出现不同程度的形变，业界一般将这种形变称为“波浪轨”“鱼鳞轨”“肥边”等。这种形变会造成车辆行驶平顺度、舒适度和安全性降低，增加行驶能耗。为延长钢轨寿命，需要对钢轨进行铣磨修复。目前，国内的钢轨养护主要靠钢轨打磨车或钢轨铣磨车。其中，钢轨打磨车采用的多砂轮包络打磨的方式消除钢轨表面缺陷，修复钢轨廓形，由于单遍作业量较小(最大仅0.2mm)，每次作业需要根据线路条件进行约7-8遍往返作业，且打磨过程中产生的粉尘会对线路环境产生较大污染。钢轨铣磨车是通过若干组铣刀盘采用成型铣削的方式去除钢轨表面缺陷，具有作业效率高、精度高、效果好、限制少等优点，作业过程中环境清洁，作业后钢轨几何尺寸和钢轨表面平整度、光洁度都有很大提高，不仅能够提升列车运行的平稳性和安全性，还能够降低轮轨噪音，提升乘客的舒适度。目前高速钢轨主要为高锰钢具有高温下强度及硬度高、塑性及韧性高、散热性差并且和其他金属亲和力大等特性，其高温硬度可达HB277-340，单位切削力为普通45#钢的125％以上，故对现有钢轨铣磨车上应用的铣刀刀片材料的强度、硬度、韧性等综合性能提出了更高的要求，通常国产的硬质合金铣刀刀片寿命低、磨耗大、易崩缺，无法满足高速轨钢的加工使用要求。此类加工轨钢刀片材料主要依赖进口，因此钢轨铣刀被称为加工领域的“卡脖子工程”。
技术实现思路
鉴于上述状况，有必要提供一种用于加工铁路钢轨的硬质合金刀片及制备方法。一种用于加工铁路钢轨的硬质合金刀片，其本体材料由碳化钨粉及钴粉烧结而成，其中，所述钴的质量百分比在9％-12％，所述碳化钨粉的晶粒度在0.8μm-2.0μm。一种硬质合金刀片的制备方法，包括：按钴粉的质量百分比9％-12％，剩余为碳化钨粉，进行配料，所述碳化钨粉的晶粒度在0.8μm-2.0μm；将配制好的原料压制成生胚；将生胚烧结；及将烧结产物加工成预设形状的硬质合金刀片。本专利技术的硬质合金刀片及制备方法，通过选择晶粒度较细的碳化钨粉，为合金刀片提供较好的韧性，并且，钴的质量百分比在9％-12％，含量较低，可保证材料的硬度，增强合金的耐磨性。附图说明图1为本专利技术实施方式制得的硬质合金中样品5在1410℃下烧结的100倍电子显微镜放大图。图2为本专利技术实施方式制得的硬质合金中样品5在1410℃下烧结的10000倍电子显微镜放大图。图3为本专利技术实施方式制得的硬质合金中样品5在1450℃下烧结的1000倍电子显微镜放大图。图4为本专利技术实施方式制得的硬质合金中样品5在1450℃下烧结的10000倍电子显微镜放大图。图5为本专利技术实施方式制得的硬质合金中样品5在1480℃下烧结的1000倍电子显微镜放大图。图6为本专利技术实施方式制得的硬质合金中样品5在1480℃下烧结的10000倍电子显微镜放大图。图7为本专利技术实施方式制得的硬质合金中样品2在1号位上切削后的电子显微镜放大图。图8为本专利技术实施方式制得的硬质合金中样品4在1号位上切削后的电子显微镜放大图。图9为本专利技术实施方式制得的硬质合金中样品5在1号位上切削后的电子显微镜放大图。图10为本专利技术实施方式制得的硬质合金中样品7在1号位上切削后的电子显微镜放大图。图11为本专利技术实施方式制得的硬质合金中样品2冲击切削35m后的电子显微镜放大图。图12为本专利技术实施方式制得的硬质合金中样品4冲击切削35m后的电子显微镜放大图。图13为本专利技术实施方式制得的硬质合金中样品5冲击切削35m后的电子显微镜放大图。图14为本专利技术实施方式制得的硬质合金中样品7冲击切削35m后的电子显微镜放大图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术通过大量的实验验证，提供一种可适用于钢轨铣削的硬质合金刀片合成配方。所述硬质合金包含碳化钨粉(WC)及钴粉(Co)。其中，钴粉为黏结相，其质量百分比在9％-12％，优选9％；碳化钨粉为硬质相，其晶粒度在0.8μm-2.0μm，优选1.5μm。本专利技术提供一种制备上述硬质合金的方法，该方法包括将晶粒度在0.8μm-2.0μm的碳化钨粉与钴粉进行配料，使钴的含量在9％-12％；将碳化钨粉与钴粉均匀混合后进行成型烧结，获得所述硬质合金。上述硬质合金的制备方法具体包括以下步骤：S1：配料。按照质量百分比取材料：钴为9％-12％，其余为碳化钨，其中碳化钨粉的晶粒度为0.8μm-2.0μm。S2：成型。将配制好的原料均匀混合，然后干燥造粒，放入压机压制成生胚。S3：烧结。将生胚放入烧结炉中进行烧结，烧结温度在1410℃-1480℃，优选1450℃。S4：抛光。使用抛光机对烧结后的硬质合金进行抛光。为进一步对上述硬质合金的性能对比进行说明，以下将从大量实验中选择以下7组实施例进行说明。提供七组硬质合金，各组硬质合金的组成成分参见下表。对上述七组硬质合金进行矫顽磁力、硬度(维氏硬度)、断裂韧性、密度及晶粒度的测试。测试结果如下表烧结温度测试对样品5在不同烧结温度下进行烧结，并测试其矫顽磁力、硬度(维氏硬度)、断裂韧性、密度及晶粒度。测试结果如下表图1是样品5在烧结温度1410℃下烧结后的100倍电子显微镜放大图，图2是样品5在烧结温度1410℃下烧结后的10000倍电子显微镜放大图。该硬质合金上出现孔洞，无法通过烧结达到致密化。图3是样品5在烧结温度1450℃下烧结后的1000倍电子显微镜放大图，图4是样品5在烧结温度1450℃下烧结后的10000倍电子显微镜放大图。该硬质合金内部组织中晶粒分布均匀，力学性能也最稳定。图5是样品5在烧结温度1480℃下烧结后的1000倍电子显微镜放大图，图6是样品5在烧结温度1480℃下烧结后的10000倍电子显微镜放大图。该硬质合金由于温度超过碳化钨的碳化温度，导致内部组织中晶粒团聚而长大，硬度降低，且晶粒分布出现不均匀现象，容易发生断裂。对样品2、4、5、7进行刃型设计及涂层加工后形成测试刀片，并安装在耐磨测试刀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于加工铁路钢轨的硬质合金刀片，其特征在于，其本体材料由碳化钨粉及钴粉烧结而成，其中，所述钴的质量百分比在9％-12％，所述碳化钨粉的晶粒度在0.8μm-2.0μm。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于加工铁路钢轨的硬质合金刀片，其特征在于，其本体材料由碳化钨粉及钴粉烧结而成，其中，所述钴的质量百分比在9％-12％，所述碳化钨粉的晶粒度在0.8μm-2.0μm。


2.如权利要求1所述的硬质合金刀片，其特征在于：所述碳化钨粉的晶粒度为1.5μm。


3.如权利要求1所述的硬质合金刀片，其特征在于：所述硬质合金的烧结温度在1410℃-1480℃。


4.如权利要求3所述的硬质合金刀片，其特征在于：所述硬质合金的烧结温度为1450℃。


5.一种如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军旗，蒋益民，袁晓波，薛桂全，边伟，孙娜，
申请(专利权)人：晋城鸿刃科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14