一种硬质合金的制造工艺及金属切削刀具和模具
技术领域
本发明属于硬质合金生产技术领域，尤其涉及一种硬质合金的制造工艺及金属切削刀具和模具。
背景技术
硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。但硬质合金脆性大，难以直接制成形状复杂的整体刀具，因而常制成不同形状的刀片，采用焊接、粘接、机械夹持等方法安装在刀体或模具体上使用。现有的硬质合金对于其硬度和韧性往往难以兼备，而在工程应用中却又通常要求硬质合金在具备优良的硬度和刚度时，又要具备一定的韧性，拥有较好的抗弯强度，与一般的金属材料一样，对于硬质合金而言，其硬度和刚度越高，则韧性和抗弯强度就越弱，本身质地相对来说就易脆。现有的硬质合金的缺陷以最常见的金属切削刀具上的运用为例，对于金属切削刀具而言，其自然要求有较高的硬度和极强的耐磨性，但是硬度、耐磨性一提高，其刀具本身的韧性也就相应地变得很差，切削时容易崩刃，使用寿命不长。因此，现有技术中，通常将刀具的切削刃采用焊接硬质合金的方式固定在具有一定韧性的非硬质合金制成的刀具本体上，以此来避免硬质合金直接作为整体刀具切削容易崩断的问题发生，但是，由于硬质合金本身硬度极高，其焊接性能较差，即便是将其作为切削刃焊接在刀具本体上，在切削工作中，切削刃也极易从刀具本体上脱离，依然不能满足日常使用需求。为实现硬质合金硬度和抗弯强度尽量兼备的综合性能，现有技术人员往往通过对整个硬质合金生产工艺的改进，或者采用优质设备，或者调整硬质合金的原料种类，增加特殊元素，或者改变硬质合金原料的具体配比值等一系列手段，但是均没有取得较为理想的结果，硬质合金的硬度和抗弯强度始终是一对矛盾体，此消彼长，难以兼得。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种硬质合金的制造工艺，该硬质合金的制造工艺能使得硬质合金在具有较高硬度的基础上兼具良好的抗弯强度。
本发明的技术方案如下：本发明提供一种硬质合金的制造工艺，包括粉末的压制和烧结工序，所述粉末至少包括两层，且在粉末压制时采用逐层依次压制粘结的方法进行。
基于本发明的上述硬质合金，本发明还提供了一种金属切削刀具和模具，金属切削刀具包括刀具主体和切削刃，切削刃以及模具均采用上述硬质合金加工制作。
本发明的有益效果：按本发明提供的制造工艺制备出的硬质合金可以根据需要调整制得硬度和抗弯强度兼备的硬质合金，提升作为刀具、模具等产品的综合性能，增加使用寿命,且无需对整个工艺生产线的设备做较大的调整，也不需增加额外的特殊元素辅助，整个工艺依然简单，因此，不会大幅增加制造成本。
附图说明
图1为本发明的原理示意图。
元件标号说明：第一层粉末1、第二层粉末2、第N层粉末3、压板4、压力机主轴5。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
本实施例提供一种硬质合金的制造工艺，与现有硬质合金制备一样包括粉末的压制和烧结工序，与现有技术所不同的是，本制造工艺中的粉末根据硬质合金性能需要至少包括有两层，且在粉末压制时采用逐层依次压制粘结的方法进行。例如在设置两层粉末进行压制时，压力机主轴5带动压板4下压，应当在第一层粉末1在磨具的型腔内压制完毕后，再覆盖另一层粉末原料，即覆盖第二层粉末2，而对于更多层的结构时，要继续再次进行压制，最后到第N层粉末3的覆盖，待所有粉末层依次压制在一起之后，再进行后续的烧结工序，获得所需要的硬质合金。通过这种多层粉末分次压制成坯的方法制备出的硬质合金，具有极高的硬度，而且，其抗弯强度也依然较大，能够充分满足诸如刀具、模具等对于高硬度、良好的抗弯强度的优异综合性能需求。在具体制作时，粉末原材料经过球磨、蒸干、筛选、造粒、筛选、混合后再进行压制和烧结。本发明工艺所制备的硬质合金用于加工制作成模具和金属切削刀具的刀刃时，模具和刀刃均具有硬度和抗弯强度兼备的特性，可大大提高工作性能。为更具体地说明本制造工艺，以下实施例举出两种硬质合金，基于本发明的制备过程：
实施例1：一种硬质合金CG05，选取原料为：粒度为0.6的碳化钨94％、钴5％，其余元素根据需要进行选配，含量为1％；按以上配比将原料混合均匀后，进行压制，在压制时，设第一层厚度为1.25mm，第二层厚度为4mm，每次压制时压力F为300吨。
实施例2：另一种硬质合金CG10FF，其表层为前述CG05的配比，而下层用料配比为：粒度为3.0的碳化钨85％、钴15％。按以上配比将原料混合均匀后，进行压制，在压制时，表层厚度为3.5mm，下层厚度为1.75mm，其中，表层压制时，设第一层厚度为2.5mm，第二层厚度为1mm，每次压制时压力为300吨。
本实施例对上述两种型号的硬质合金(CG10FFCG05)委托技锋精密刀具(马鞍山)有限公司进行了材质检测，其检测结果如下表：
根据以上检测结果可知，采用本发明提供的制备方法制造出来的两种硬质合金均具有极高的硬度，可达95HRA左右，而本领域技术人员公知，现在市面上同等材质的的硬质合金一般只能做到的硬度最高为93HRA，且为93HRA时的抗弯强度已经普遍较差，而本领域实际从业技术人员根据上述实验数据明显可以看出，本发明的上述硬质合金的抗弯强度性能不输于现有相同或相近材质的硬质合金，例如，现有与样品1相同材质的硬质合金抗弯强度(TRS.)一般为373以下，而与样品2材质相同的硬质合金抗弯强度(TRS.)一般为200以下，这说明，相对于现有的硬质合金而言，本能发明制备出来的硬质合金毫无疑问地实现了硬度、抗弯强度的兼备。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
