一、技术领域
[0001] 本
发明属于机械
切削刀具制造技术领域,特别是涉及一种微池石墨自润滑陶瓷刀具的制备工艺。二、背景技术
[0002] 自润滑刀具是指刀具材料本身具有减摩、抗磨和润滑功能,可在无外加润滑液或
润滑剂的条件下实现自润滑切削加工。由于自润滑刀具的应用可减小摩擦与磨损,省去冷却润滑系统,减少设备投资,避免
切削液造成的环境污染,实现清洁化生产。微池自润滑刀具是指在刀具前刀面刀—屑
接触区域加工出微孔,在微孔中添加固体润滑剂,切削时由于高温的作用使微孔中的固体润滑剂
软化而拖敷于刀具表面,在刀—屑接触区形成连续的固态润滑膜,从而实现刀具本身的自润滑。
[0003] 中国
专利“
申请号:200710017168.3”报道了一种微池自润滑刀具及其制备方法,它是采用微细电火花技术或激光加工技术在刀具前刀面刀—屑接触区加工出多个微孔,将固体润滑剂填充到微孔中,在切削时润滑剂析出形成润滑膜从而起到润滑作用。中国专利“申请号:201110089826.6”报道了一种微织构自润滑
钻头及其制备方法,它是采用飞秒激光加工技术在钻头前刀面刀-屑接触区加工出不同形貌的槽或孔微织构,然后在槽和孔中填充固体润滑剂,从而实现钻头的自润滑。三、发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服上述
现有技术的不足,提供一种微池石墨自润滑陶瓷刀具的制备工艺。
[0005] 本发明该工艺采用
热压烧结法制备陶瓷刀具,热压用上、下石墨压头表面带有多个圆形微凸起圆形柱,石墨微凸起圆形柱在热压烧结后残留在陶瓷刀具试样中;采用该工艺方法制备的微池自润滑陶瓷刀具,石墨作为固体润滑剂直接烧结在陶瓷刀具中,一次热压烧结成型,从而省去在刀具表面用激光或微细电火花加工出微孔,再在微孔中添加固体润滑剂等多个工序,可达大大降低生产成本。干切削时,陶瓷刀具表面的石墨由于高温的作用而拖覆于刀具前刀面,产生微池润滑效应,在刀具前刀面刀—屑接触区形成连续的固态润滑层,从而可达到阻止粘结、减小摩擦、降低磨损和提高刀具寿命的目的。
[0006] 本发明是通过以下方式实现的。
[0007] 一种微池石墨自润滑陶瓷刀具的制备工艺,采用热压烧结工艺,其特征是热压用上、下石墨压头表面带有多个微凸起圆形柱,其制备工艺步骤如下:
[0008] (1)采用数控加工工艺,在热压用上、下石墨压头表面四个
角的边缘上加工出多个微凸起圆形柱,微凸起圆形柱的数量为1~15,直径为30μm~60μm,高度为30μm~80μm,孔间距为40μm~120μm;
[0009] (2)将配置好的陶瓷混合料装入工艺步骤(1)中的上、下石墨压头模具中,采用热压烧结工艺进行烧结;
[0010] (3)烧结后冷却至室温,取出陶瓷试样,对热压陶瓷刀具试样表面进行磨削,即可制备出微池石墨自润滑陶瓷刀具。
[0011] 本发明通过改变圆形微凸起圆形柱的数量、大小、高度或间距,可得到具有不同润滑性能的微池石墨自润滑陶瓷刀具。石墨作为固体润滑剂直接烧结在陶瓷刀具中,一次热压烧结成型,从而省去在刀具表面用激光或微细电火花加工出微孔,再在微孔中添加固体润滑剂等多个工序,可达大大降低生产成本。四、
附图说明
[0012] 图1为本发明的微池石墨自润滑陶瓷刀具热压石墨模具装配示意图,图2(1)为本发明的微池石墨自润滑陶瓷刀具示意图,图2(2)为本发明的微池石墨自润滑陶瓷刀具A-A剖面结构示意图,其中:1为上石墨压头、2为石墨模具、3为下石墨压头、4为微凸起圆形柱、5为陶瓷混合料、6为刀具前刀面、7为微池石墨。五、具体实施方式:
[0014] 实施例1:
[0015] 一种微池石墨自润滑陶瓷刀具的制备工艺,其制备工艺步骤如下:
[0016] (1)采用数控加工工艺,在热压用上、下石墨压头表面四个角的边缘上加工出多个微凸起圆形柱,微凸起圆形柱的数量为3,直径为60μm,高度为70μm,孔间距为100μm;
[0017] (2)将配置好的Al2O3/TiC陶瓷混合料装入工艺步骤(1)中的上、下石墨压头模具中,采用热压烧结工艺进行烧结;
[0018] (3)烧结后冷却至室温,取出陶瓷试样,对热压陶瓷刀具试样表面进行磨削,即[0019] 可制备出微池石墨自润滑Al2O3/TiC陶瓷刀具。
[0020] 实施例2:
[0021] 一种微池石墨自润滑陶瓷刀具的制备工艺,其制备工艺步骤如下:
[0022] (1)采用数控加工工艺,在热压用上、下石墨压头表面四个角的边缘上加工出多个微凸起圆形柱,微凸起圆形柱的数量为9,直径为30μm,高度为50μm,孔间距为60μm;
[0023] (2)将配置好的Al2O3/(W,Ti)C陶瓷混合料装入工艺步骤(1)中的上、下石墨压头模具中,采用热压烧结工艺进行烧结;
[0024] (3)烧结后冷却至室温,取出陶瓷试样,对热压陶瓷刀具试样表面进行磨削,即可制备出微池石墨自润滑Al2O3/(W,Ti)C陶瓷刀具。