本發(fā)明屬于機(jī)械加工刀片，具體為一種pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、印制電路板（printed?circuit?board，pcb）的銑削成型是印制電路板制程的重要環(huán)節(jié)，制造pcb需要損耗大量硬質(zhì)合金銑刀，用于把整塊板銑切為客戶需求的交貨單元，高速切削和順暢排屑是加工過程中需解決問題，當(dāng)切削溫度高時(shí)，在切削區(qū)周圍的纖維以及基體界面容易產(chǎn)生熱應(yīng)力。當(dāng)溫度過高時(shí)，樹脂會熔化粘在切削刃上，導(dǎo)致加工和排屑困難。銑削復(fù)合材料時(shí)，切削力是很不均勻的，導(dǎo)致分層、毛刺和劈裂等缺陷，加工質(zhì)量無法保證，復(fù)合材料對刀具的磨蝕性非常強(qiáng)，會嚴(yán)重加劇刀具的磨損，刀具的磨損又會導(dǎo)致切削時(shí)產(chǎn)生更大的切削力和更多的熱量，這些熱量如不能及時(shí)散去，將會導(dǎo)致pcb復(fù)合材料層與層之間的剝離。所以pcb復(fù)合材料加工對硬質(zhì)合金微銑刀提出了越來越高的要求，微銑刀具加工性能的好壞直接影響pcb的高精度、高可靠性、反應(yīng)速度快等要求，即影響后續(xù)電子元器件的使用性能。

2、由于現(xiàn)代電子產(chǎn)品越來越智能和體積小型化，細(xì)導(dǎo)線化、窄間距化的需要，pcb制造技術(shù)高速發(fā)展，相應(yīng)要求加工pcb的微銑刀材質(zhì)性能向更高的強(qiáng)度、硬度以及耐磨性方向發(fā)展。目前pcb微銑刀主要由超細(xì)硬質(zhì)合金棒材制成，隨著pcb的材料升級越來越快，材料變得越來越堅(jiān)硬，材料中存在玻璃纖維等導(dǎo)熱率低材料，加工的速度越來越高等影響因素，在加工的過程中會產(chǎn)生高熱量，加速了pcb微銑刀的磨損，相應(yīng)的要求超細(xì)硬質(zhì)合金棒材有更高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性能。現(xiàn)在市場上的pcb微銑刀用棒材主要通過傳統(tǒng)的超細(xì)硬質(zhì)合金制造工藝制備，棒材的組織缺陷多，嚴(yán)重影響微銑刀的性能，硬度、強(qiáng)度、耐磨性差，導(dǎo)致銑刀崩刃或斷裂，裁切板邊光潔度不符合要求。pcb微銑刀主要失效形式為斷裂，在自動(dòng)化程度高的銑床上加工pcb時(shí)，由于銑刀切削部分受到徑向力和扭矩等載荷的作用，在銑板初期切削刃上會出現(xiàn)破損，隨著加工過程的進(jìn)行，該破損會增大，同時(shí)在切削刃上會附著粉末，這些粉末會加劇銑刀的磨粒磨損，從而導(dǎo)致銑刀斷裂失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的主要目的是提出一種pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材及其制備方法，使用該方法制備的棒材加工而成的pcb微銑刀，適用于加工復(fù)雜外形輪廓、板邊平整光滑、尺寸精度高要求（尺寸公差±0.05mm）的刀具。

2、為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

3、一種pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的制備方法，包括如下步驟：

4、s1、將硬質(zhì)合金原料進(jìn)行球磨，制備硬質(zhì)合金混合料粒；硬質(zhì)合金原料按重量百分比計(jì)，包括5.5~6.5wt%的鈷粉和余量的（w,v,cr）cx復(fù)式碳化物粉；

5、s2、將硬質(zhì)合金混合料粒通過模壓成型制成pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒坯，之后燒結(jié)得到pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材；燒結(jié)的溫度為1380~1430℃，燒結(jié)氣氛為氬氣，氬氣壓力為70~90bar，燒結(jié)時(shí)間為30~90min。

6、作為本發(fā)明所述的一種pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的制備方法的優(yōu)選方案，其中：所述步驟s1中，（w,v,cr）cx復(fù)式碳化物粉的費(fèi)氏粒度為0.2~0.4μm，鈷粉的費(fèi)氏粒度為0.6~1.0μm。

7、作為本發(fā)明所述的一種pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的制備方法的優(yōu)選方案，其中：所述步驟s1中，（w,v,cr）cx復(fù)式碳化物粉中，v占比0.3~0.4wt%，cr占比為0.6~0.8wt%。

8、作為本發(fā)明所述的一種pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的制備方法的優(yōu)選方案，其中：所述步驟s1中，（w,v,cr）cx復(fù)式碳化物粉由氫氣對藍(lán)鎢還原得到的鎢粉和天然氣裂解得到的碳黑，以及vc和cr3c2，在回轉(zhuǎn)管式碳化爐經(jīng)1390~1450℃高溫碳化，氣流破碎制備而成。經(jīng)高溫碳化，減少w2c和微孔缺陷，提高碳化鎢顯微硬度。

9、作為本發(fā)明所述的一種pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的制備方法的優(yōu)選方案，其中：所述步驟s1中，鎢粉的粒度為50~100nm，碳黑的粒度為100~150nm，vc的粒度為0.5~0.8μm，cr3c2的粒度為0.8~1.2μm。

10、作為本發(fā)明所述的一種pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的制備方法的優(yōu)選方案，其中：所述步驟s1中，球磨采用行星式球磨機(jī)，球磨時(shí)加入質(zhì)量分別為硬質(zhì)合金原料質(zhì)量的0.04~0.06%和1.8~2.2%的油酸和工業(yè)石蠟，并按工業(yè)酒精與硬質(zhì)合金原料的液固比為0.6l:1kg的比例加入工業(yè)酒精作為研磨介質(zhì)，按球料比為6:1加入研磨球，三種規(guī)格研磨球直徑分別為6mm、8mm、10mm；球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為350~500rpm，填充系數(shù)為0.65，研磨時(shí)間為12~20h形成均勻的料漿，料漿過濾、干燥得到硬質(zhì)合金混合料粒。

11、作為本發(fā)明所述的一種pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的制備方法的優(yōu)選方案，其中：所述步驟s1中，料漿過濾采用的篩網(wǎng)的目數(shù)為120~180目，料漿干燥的溫度為80~150℃。

12、為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

13、一種pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材，采用上述的pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的制備方法制備得到，所述棒材的洛氏硬度hra為94.5~95，斷裂韌性kic≥8?mpa·m1/2，抗彎強(qiáng)度trs≥3800mpa。

14、作為本發(fā)明所述的一種pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的優(yōu)選方案，其中：所述棒材中wc各晶粒度范圍體積占比如下：＜0.2μm的wc體積占比不超過29.5%，＞0.7μm的wc體積占比不超過0.1%，0.2~0.7μm的wc體積占比不低于70%。

15、作為本發(fā)明所述的一種pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的優(yōu)選方案，其中：棒材中wc（001）晶面取向的織構(gòu)系數(shù)＞1.0；所述織構(gòu)系數(shù)tc的定義如下：

16、

17、式中，i（hkl）為通過x射線而測量到的（hkl）晶面的反射強(qiáng)度；i0為根據(jù)pdf卡片號51-0939的衍射反射的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度；n為所用的發(fā)射晶面的數(shù)目；所用的（hkl）反射晶面為（001）、（100）、（101）、（110）、（002）、（111）、（200）和（102）。

18、本發(fā)明的有益效果如下：

19、本發(fā)明提供一種pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材及其制備方法，制備pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的硬質(zhì)合金原料包括5.5~6.5wt%的鈷粉和余量的（w,v,cr）cx復(fù)式碳化物粉，制備的微銑刀用硬質(zhì)合金棒材中wc各晶粒度范圍體積占比和wc各晶面取向的織構(gòu)系數(shù)范圍，保證了棒材基體中wc和鈷粘結(jié)相平均晶粒自由程均勻穩(wěn)定，降低了孔隙率，提高了基體的致密度，從而提高顯微硬度和斷裂韌性，有效增強(qiáng)了微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的耐磨性，使用本發(fā)明制備的棒材加工而成的pcb微銑刀，適用于加工復(fù)雜外形輪廓、板邊平整光滑、尺寸精度高要求（尺寸公差±0.05mm）的刀具。

技術(shù)特征：

1.一種pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，（w,v,cr）cx復(fù)式碳化物粉的費(fèi)氏粒度為0.2~0.4μm，鈷粉的費(fèi)氏粒度為0.6~1.0μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，（w,v,cr）cx復(fù)式碳化物粉中，v占比0.3~0.4wt%，cr占比為0.6~0.8wt%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，（w,v,cr）cx復(fù)式碳化物粉由氫氣對藍(lán)鎢還原得到的鎢粉和天然氣裂解得到的碳黑，以及vc和cr3c2，在回轉(zhuǎn)管式碳化爐經(jīng)1390~1450℃高溫碳化，氣流破碎制備而成。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，鎢粉的粒度為50~100nm，碳黑的粒度為100~150nm，vc的粒度為0.5~0.8μm，cr3c2的粒度為0.8~1.2μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，球磨采用行星式球磨機(jī)，球磨時(shí)加入質(zhì)量分別為硬質(zhì)合金原料質(zhì)量的0.04~0.06%和1.8~2.2%的油酸和工業(yè)石蠟，并按工業(yè)酒精與硬質(zhì)合金原料的液固比為0.6l:1kg的比例加入工業(yè)酒精作為研磨介質(zhì)，按球料比為6:1加入研磨球，三種規(guī)格研磨球直徑分別為6mm、8mm、10mm；球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為350~500rpm，填充系數(shù)為0.65，研磨時(shí)間為12~20h形成均勻的料漿，料漿過濾、干燥得到硬質(zhì)合金混合料粒。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，料漿過濾采用的篩網(wǎng)的目數(shù)為120~180目，料漿干燥的溫度為80~150℃。

8.一種pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材，其特征在于，采用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的制備方法制備得到，所述棒材的洛氏硬度hra為94.5~95，斷裂韌性kic≥8?mpa·m1/2，抗彎強(qiáng)度trs≥3800mpa。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材，其特征在于，所述棒材中wc各晶粒度范圍體積占比如下：＜0.2μm的wc體積占比不超過29.5%，＞0.7μm的wc體積占比不超過0.1%，0.2~0.7μm的wc體積占比不低于70%。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的pcb微銑刀用硬質(zhì)合金棒材，其特征在于，棒材中wc（001）晶面取向的織構(gòu)系數(shù)＞1.0。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于硬質(zhì)合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種PCB微銑刀用硬質(zhì)合金棒材及其制備方法，制備PCB微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的硬質(zhì)合金原料包括5.5~6.5wt%的鈷粉和余量的（W,V,Cr）C<subgt;x</subgt;復(fù)式碳化物粉，制備的微銑刀用硬質(zhì)合金棒材中WC各晶粒度范圍體積占比和WC各晶面取向的織構(gòu)系數(shù)范圍，保證了棒材基體中WC和鈷粘結(jié)相平均晶粒自由程均勻穩(wěn)定，降低了孔隙率，提高基體的致密度，從而提高顯微硬度和斷裂韌性，有效增強(qiáng)微銑刀用硬質(zhì)合金棒材的耐磨性，使用本發(fā)明制備的棒材加工而成的PCB微銑刀，適用于加工復(fù)雜外形輪廓、板邊平整光滑、尺寸精度高要求（尺寸公差±0.05mm）的刀具。

技術(shù)研發(fā)人員：王旭,鐘志強(qiáng),殷磊,楊嘉奇,姚力軍,李響,邱聯(lián)昌,黃子良
受保護(hù)的技術(shù)使用者：贛州澳克泰工具技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/26