一种整体金属陶瓷合金棒材及其制备方法与应用
阅读说明：本技术 一种整体金属陶瓷合金棒材及其制备方法与应用 (A kind of bulk metal ceramal bar and the preparation method and application thereof ) 是由 董定乾 向新 杨伟 于 2019-09-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种整体金属陶瓷合金棒材及其制备方法与应用,属于金属陶瓷合金棒材技术领域,一种整体金属陶瓷合金棒材,组成为10-55wt％Ti(CN),3.5-10.5wt％(TaNb)C微米粉末,5-25wt％(WMo)C微米粉末,5-50wt％(MoTi)CN微米粉末,6-20wt％Co-Ni-R,0.25-3.5wt％TiC纳米粉末,0.25-3.5wt％TiN纳米粉末,0.15-0.75wt％AlN纳米粉末；其中R为高熔点元素Ru,Re,Rh中一种或几种；所述Ti(CN)粉末和所述(MoTi)CN粉末中的C,N均采用C/N原子比5/5、6/4或7/3中的一种。硬质相、红硬相及强化相均采用固溶体为原料,粘结相组分采用微量高熔点合金元素复合粉末进行添加,本发明的金属陶瓷刀具中硬质相和粘结相之间既能在界面形成元素的相互扩散,又不发生剧烈的化学反应,防止生成脆性相和恶化界面性能,提高金属陶瓷断裂韧性同时不降低硬度和抗弯强度。(The present invention provides a kind of bulk metal ceramal bars and the preparation method and application thereof, belong to cermet bar technical field, a kind of bulk metal ceramal bar, group becomes 10-55wt%Ti (CN), C microns of powder of 3.5-10.5wt% (TaNb), C microns of powder of 5-25wt% (WMo), CN microns of powder of 5-50wt% (MoTi), 6-20wt%Co-Ni-R, 0.25-3.5wt%TiC nanometer powder, 0.25-3.5wt%TiN nanometer powder, 0.15-0.75wt%AlN nanometer powder；Wherein R is one or more of in high-melting-point element Ru, Re, Rh；C in Ti (CN) powder and (MoTi) the CN powder, N are all made of one of C/N atomic ratio 5/5,6/4 or 7/3.It is raw material that hard phase, red hard phase and hardening constituent, which are all made of solid solution, bonding phase component is added using micro high-melting point alloy element composite powder, it can be in the phase counterdiffusion of interface formation element between hard phase and Binder Phase in ceramic tool of the invention, violent chemical reaction does not occur again, it prevents from generating brittlement phase and deteriorates interface performance, improve cermet fracture toughness does not reduce hardness and bending strength simultaneously.)
方法领域
本发明属于金属陶瓷合金棒材技术领域，具体是一种整体金属陶瓷合金棒材及其制备方法与应用。
背景方法
硬质合金为刀具市场中占主导地位的材料，其具有高强、耐磨、耐腐、耐热等一系列优点。但在高速切削时，硬质合金的耐磨性一般，容易粘刀，高温抗氧化性能较差，使用寿命较短。陶瓷刀具的耐磨性和抗氧化性能好，但普遍较脆，抗冲击性差，使其应用领域受到限制。Ti(C,N)基金属陶瓷合金是通过粉末冶金方法制取的金属与陶瓷的复合材料，具体包括耐高温、耐腐蚀、高硬度、高抗氧化性能等，同时还兼有金属与陶瓷的优点。这种金属陶瓷可以明显提高车削速度和被加工件的精度、光洁度，填补了WC基硬质合金和陶瓷工具之间的空白。Ti(C,N)基金属陶瓷合金具有独特的性能优势，在700～1100℃具备优异的耐磨性、高温高硬性、热稳定性、抗氧化性和抗粘附性等特点，是高温、高速主要的切削刀具选用基体材料之一。与传统的WC-Co硬质合金相比，该类材料填补了硬质合金与陶瓷刀具等材质需求之间的空白，并且有效的节约普通硬质合金刀具所必须的Co，Ta和W等贵重稀有金属。与传统硬质合金相比，金属陶瓷在切削导致的高温条件下(700-1100℃)，仍具有较好的耐磨性、硬度、化学稳定性和抗粘附性。Ti(C,N)基金属陶瓷合金由于具有高硬度、高耐磨性、高耐热性和高的化学稳定性等独特的性能，近些年来在新型高性能金属陶瓷刀具材料的切削领域得到较为广泛的应用。因此，开发高性能(高硬度、高强度、高的综合耐磨性能，简称“三高”)长寿命Ti(C,N)基金属陶瓷合金材料成为近几年Ti(C,N)基金属陶瓷研究的焦点。
金属陶瓷因为具有高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等优良的综合性能，制成刀具后对于特定难加工工件切削、加工工具有良好效果。Ti(C,N)基金属陶瓷与金属材料(如:铸铁、铜材、不锈钢等)的摩擦系数和粘附性低，这使得其在切削过程中可降低摩擦力，可提高切削速度和加工件的表面光洁度和制品的质量。金属陶瓷刀具的硬度比硬质合金刀具高，抗氧化性能好，并且断裂韧性和抗弯强度比非金属陶瓷刀具高，其更适合于对铝合金、不锈钢、高强度钢的加工，金属陶瓷刀具不仅可以大大提高生产效率，还可以解决高速钢和硬质合金刀具的主要成分钨资源在全球范围内的资源枯竭问题。然而，金属陶瓷的耐磨性、高硬度、红硬性和抗氧性都比硬质合金更突出，但其韧性不足，现有的金属陶瓷刀具产品脆性大，抗变能力小，韧性低，在切削加工时易发生破损，可靠性较差，不稳定，易发生“崩刃”现象，面对高速加工高强度材料时，力不从心，使用寿命有限。在采用金属陶瓷材料的棒料加工立铣刀时，由于金属陶瓷棒料本身的耐磨性、高硬度、红硬性综合性优异，使得在制造圆柱形回转整体刀具或者在磨削加工成型时，刀具进给困难，如果加工参数控制不合理，在加工过程中致使棒坯折断和开裂时常发生，加工成型极难把握，成品合格率低下，制造成本升高使得刀具制造企业规模化生产制造难度大。因此，长期以来金属陶瓷作为一种好的硬质材料无法广泛应用在刀具行业。
发明内容
针对上述现有技术中金属陶瓷刀具存在的脆性大、韧性低的技术问题，本发明提供一种整体金属陶瓷合金棒材及其制备方法与应用。
一种整体金属陶瓷合金棒材，组成为10-55wt％Ti(CN)，3.5-10.5wt％(TaNb)C微米粉末，5-25wt％(WMo)C微米粉末，5-50wt％(MoTi)CN微米粉末，6-20wt％Co-Ni-R，0.25-3.5wt％TiC，0.25-3.5wt％TiN，0.15-0.75wt％AlN；
其中R为高熔点元素Ru，Re，Rh中一种或几种；所述Ti(CN)粉末和所述(MoTi)CN粉末中的C，N均采用C/N原子比5/5、6/4或7/3中的一种。
本申请的技术方案中，Ti(CN)为硬质相，(TaNb)C为红硬相，(WMo)C和(MoTi)CN为固溶强化相，Co-Ni-R(6～20)为粘结相，TiC，TiN和AlN为纳米粉末增强增韧相，硬质相、红硬相及强化相均采用固溶体为原料，粘结相组分采用微量高熔点合金元素复合粉末进行添加，使得本发明的金属陶瓷刀具中硬质相和粘结相之间既能在界面形成元素的相互扩散，又不发生剧烈的化学反应，防止生成脆性相和恶化界面性能，此外以固溶体原料作为主成分添加相及复合粘结相，以致硬质相和粘接相接触界面更加稳定，粘接相复合粉中高熔点元素的添加也增强了粘结相结合性能，提高金属陶瓷的断裂韧性的同时不降低硬度和抗弯强度，解决了上述现有技术中金属陶瓷刀具存在的脆性大、韧性低的技术问题。
优选的，组成为20-45wt％Ti(CN)，6.5-9.5wt％(TaNb)C微米粉末，10-20wt％(WMo)C微米粉末，15-40wt％(MoTi)CN微米粉末，10-15wt％Co-Ni-R，1.25-2.5wt％TiC纳米粉末，1.25-2.5wt％TiN纳米粉末，0.35-0.55wt％AlN纳米粉末。
一种整体金属陶瓷合金棒材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将Ti(CN)，(TaNb)C，(WMo)C，(MoTi)CN，Co-Ni-R，TiC，TiN，AlN进行混合，加入研磨介质、分散剂及成型剂，混合均匀后得到预备原料；
(2)将预备原料装入球磨机，进行球磨得到混合物料；
(3)将混合物料真空下干燥并喷雾造粒得混合物料；
(4)将混合物料直接装入挤压模具中挤压制成圆柱棒坯；
(5)将圆柱棒坯放入真空炉中真空烧结后冷却获得整体金属陶瓷合金棒材。
优选的，一种整体金属陶瓷合金棒材的制备方法，所述步骤(1)中研磨介质为己烷，其占加入总量的质量分数为0.5-1.2％；所述分散剂为硬质酸，其质量分数为0.25-0.5％；所述成型剂为石蜡，其质量分数为2-5％。
优选的，所述步骤(2)中球料比为6-10:1，所述球磨机的球磨转速为70-120n/min，球磨时间为64-120h。
优选的，所述步骤(5)中真空脱脂液相烧结，真空烧结的条件为：真空度为5-50Pa，液相烧结温度为1400-1500℃，烧结时间为0.75-3h；完成后将炉温缓慢冷却到1250℃，进入急速冷却阶段，充入氩气作为冷却介质进行急速冷却直至室温，氩气气体纯度大于99.995％。
优选的，整体金属陶瓷合金棒材在制造刀具中的应用，制造工艺如下：
(a)将整体金属陶瓷合金棒材经表面处理及长度切割制成刀具加工预制合金棒坯；
(b)采用专用精密磨削设备对预制合金棒坯精磨、螺旋槽及刃口齿隙磨削和端齿精磨，加工成整体金属陶瓷刀具，所述刃口包括外周刃口和端齿刃口，所述整体金属陶瓷刀具包括刀柄和位于刀柄一端的刀刃，所述刀柄与所述刀刃为一体成型。
优选的，步骤(b)中采用微细粒砂轮对刀具加工预制合金棒坯圆周面进行精密磨削，基于棒料直径选择其磨削转速75-150n/min，并在棒坯***整体圆周面初开螺旋沟槽，齿背宽度为2-8mm，螺旋角22-55度，进给速度控制在12-25mm/min，砂轮线速度为12-23m/s，进刀加工余量控制在1.05-1.95mm，选择砂轮粒度40#-64#，砂轮直径尺寸125-180mm，砂轮宽5-10mm；接着采用微细粒砂轮在棒坯磨削刀具容屑槽的槽型面，进给速度控制在8-20mm/min，砂轮线速度为15-25m/s，进刀加工余量控制在0.10-0.55mm，选择砂轮粒度46#-64#，砂轮直径尺寸85-160mm，砂轮宽5-12mm；刃口齿隙磨削时采用进给速度控制在8-15mm/min，砂轮线速度为15-25m/s，进刀加工余量控制在0.10-0.55mm，选择砂轮粒度60#-120#，砂轮角度30-60度，砂轮直径尺寸45-145mm；再次调整砂轮角度对磨出刀具容屑槽型的棒坯前端刃口端面进行端齿精磨磨削加工，采用进给速度控制在10-25mm/min，砂轮线速度为15-25m/s，进刀加工余量控制在0.10-0.35mm，选择砂轮粒度60#-120#，砂轮直径尺寸45-145mm，砂轮宽5-10mm，加工形成多刃口的端齿。
更为优选的，开螺旋沟槽，刃口齿隙磨削及端齿精磨加工阶段，采用高压冷却喷液，高压冷却喷液主要成分为基础矿物油、脂肪酸添加剂、极压硫化添加剂、石油磺酸钠防锈剂、二烷基二硫代氨基磷酸锌抗氧剂、降凝剂和消泡剂组成，高压喷液针对刀刃加工接触区直流喷射方法，采用压力至少大于5.5MPa，控制喷射距离为20-450mm，喷射流量大于55L/min。充分冷却砂轮与棒坯的加工接触面，保证带走磨削产生的热量及除去磨削微粒。
本申请的方法方案中：
较于现有方法，本发明的有益效果是：
(1)Ti(CN)为硬质相，(TaNb)C为红硬相，(WMo)C和(MoTi)CN为固溶强化相，Co-Ni-R(6～20)为粘结相，TiC，TiN和AlN为纳米粉末增强增韧相，硬质相、红硬相及强化相均采用固溶体为原料，粘结相组分采用微量高熔点合金元素复合粉末进行添加，使得本发明的金属陶瓷刀具中硬质相和粘结相之间既能在界面形成元素的相互扩散，又不发生剧烈的化学反应，防止生成脆性相和恶化界面性能，此外以固溶体原料作为主成分添加相及复合粘结相，以致硬质相和粘接相接触界面更加稳定，粘接相复合粉中高熔点元素的添加也增强了粘结相结合性能，提高金属陶瓷的断裂韧性的同时不降低硬度和抗弯强度；
(2)提供一种现有技术解决金属陶瓷刀具加工过程棒坯折断和开裂和磨削工艺参数难调试的难题，采用合理的冷却方法及加工参数的有效控制解决破损，可靠性较差，不稳定，易发生“崩刃”所导致刀具综合性能低和使用寿命短的技术问题；
(3)金属陶瓷棒材制备及刀具加工相匹配；
(4)提供金属陶瓷棒材及刀具制备工艺简单，刀具有较高表面质量，尺寸精度高，制得的铣刀具有强韧性、高硬度、抗弯强度大高温抗氧化性优异的综合性能，使用寿命有显著提高，加工稳定性强、耐用性强，精加工及半精加工领域应用广阔。
附图说明
图1为本发明中实施例1的金属陶瓷合金的扫描电镜2500倍下的微观组织图；
图2为本发明中所述加工刀具外型图；
图3为图2中所述刀刃两刃口的剖视图；
图4为图2中所述刀刃三刃口的剖视图；
图5为图2中所述刀刃四刃口的剖视图；
图6为图2中所述刀刃五刃口的剖视图；
图7为图2中所述刀刃六刃口的剖视图；
图8为本发明中图5中所述四刃口直柄长刃平头立铣刀加工刀具外型实物图；
图9为本发明中两刃直柄长刃平头立铣刀加工刀具外型图；
图10为本发明中两刃直柄长刃平头立铣刀加工刀具实物图。
附图标记:1-刀柄，2-刀刃，3-外周刃口，4-螺旋槽，5-端齿刃口，6-容屑槽。
具体实施方式
为了使本领域的方法人员更好地理解本发明的方法方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
如图1-10所示，一种整体金属陶瓷合金棒材，组成为20wt％Ti(CN)，5.5wt％(TaNb)C微米粉末，20wt％(WMo)C微米粉末，40wt％(MoTi)CN微米粉末，8wt％Co-Ni-R，2.5wt％TiC，3.5wt％TiN，0.5wt％AlN；
其中R为高熔点元素Ru；所述Ti(CN)粉末和所述(MoTi)CN粉末中的C，N均采用C/N原子比5/5。
一种整体金属陶瓷合金棒材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将Ti(CN)，(TaNb)C，(WMo)C，(MoTi)CN，Co-Ni-R，TiC，TiN，AlN进行混合，加入研磨介质、分散剂及成型剂，混合均匀后得到预备原料；研磨介质为己烷，其占加入总量的质量分数为0.5％；所述分散剂为硬质酸，其质量分数为0.25％；所述成型剂为石蜡，其质量分数为2％；
(2)将预备原料装入球磨机，进行球磨得到混合物料；球料比为6:1，所述滚动球磨机的球磨转速为70n/min，球磨时间为120h；
(3)将混合物料真空下干燥并喷雾造粒得混合物料；
(4)将混合物料直接装入挤压模具中挤压制成圆柱棒坯；
(5)将圆柱棒坯放入真空炉中真空烧结后冷却获得整体金属陶瓷合金棒材；真空脱脂液相烧结，真空烧结的条件为：真空度10Pa，烧结温度为1400℃，烧结时间为3h；完成后将炉温缓慢冷却到1250℃，进入急速冷却阶段，充入氩气作为冷却介质进行急速冷却直至室温，氩气气体纯度大于99.995％。
整体金属陶瓷合金棒材在制造刀具中的应用，制造工艺如下：
(a)将整体金属陶瓷合金棒材经表面处理及长度切割制成刀具加工预制合金棒坯；
(b)采用专用精密磨削设备对预制合金棒坯精磨、螺旋槽4及刃口齿隙磨削和端齿精磨，加工成整体金属陶瓷刀具，所述刃口包括外周刃口3和端齿刃口5，所述整体金属陶瓷刀具包括刀柄1和位于刀柄1一端的刀刃2，所述刀柄1与所述刀刃2为一体成型。
整体金属陶瓷合金棒材在制造刀具中的应用，步骤(b)中采用微细粒砂轮对刀具加工预制合金棒坯圆周面进行精密磨削，基于棒料直径选择其磨削转速75n/min，并在棒坯***整体圆周面初开螺旋沟槽，齿背宽度为2mm，螺旋角22度，进给速度控制在12mm/min，砂轮线速度为12m/s，进刀加工余量控制在1.05mm，选择砂轮粒度40#，砂轮直径尺寸125mm，砂轮宽5mm；接着采用微细粒砂轮在棒坯磨削刀具容屑槽6的槽型面，进给速度控制在8mm/min，砂轮线速度为15m/s，进刀加工余量控制在0.10mm，选择砂轮粒度46#，砂轮直径尺寸125mm，砂轮宽5mm；刃口齿隙磨削时采用进给速度控制在8mm/min，砂轮线速度为15m/s，进刀加工余量控制在0.10mm，选择砂轮粒度60#，砂轮角度30度，砂轮直径尺寸85mm；再次调整砂轮角度对磨出刀具容屑槽6型的棒坯前端刃口端面进行端齿精磨磨削加工，采用进给速度控制在10mm/min，砂轮线速度为15m/s，进刀加工余量控制在0.10mm，选择砂轮粒度60#，砂轮直径尺寸125mm，砂轮宽5mm，加工形成多刃口的端齿；开螺旋沟槽，刃口齿隙磨削及端齿精磨加工阶段，采用6Mpa，控制喷射距离为20mm，喷射流量60L/min的高压喷液充分冷却砂轮与棒坯的加工接触面，保证带走磨削产生的热量及除去磨削微粒，高压冷却喷液主要成分为基础矿物油、脂肪酸添加剂、极压硫化添加剂、石油磺酸钠防锈剂、二烷基二硫代氨基磷酸锌抗氧剂、降凝剂和消泡剂组成。
实施例2
如图1-10所示，一种整体金属陶瓷合金棒材，组成为36wt％Ti(CN)，6.5wt％(TaNb)C微米粉末，14wt％(WMo)C微米粉末，24wt％(MoTi)CN微米粉末，15wt％Co-Ni-R，2.1wt％TiC，2.0wt％TiN，0.4wt％AlN；
其中R为高熔点元素Re；所述Ti(CN)粉末和所述(MoTi)CN粉末中的C，N均采用C/N原子比6/4。
一种整体金属陶瓷合金棒材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将Ti(CN)，(TaNb)C，(WMo)C，(MoTi)CN，Co-Ni-R，TiC，TiN，AlN进行混合，加入研磨介质、分散剂及成型剂，混合均匀后得到预备原料；研磨介质为己烷，其占加入总量的质量分数为0.8％；所述分散剂为硬质酸，其质量分数为0.35％；所述成型剂为石蜡，其质量分数为3.5％；
(2)将预备原料装入球磨机，进行球磨得到混合物料；球料比为8:1，所述滚动球磨机的球磨转速为95n/min，球磨时间为90h；
(3)将混合物料真空下干燥并喷雾造粒得混合物料；
(4)将混合物料直接装入挤压模具中挤压制成圆柱棒坯；
(5)将圆柱棒坯放入真空炉中真空烧结后冷却获得整体金属陶瓷合金棒材；真空脱脂液相烧结，真空烧结的条件为：真空度20Pa，真空烧结温度为1450℃，真空烧结时间为1.5h；完成后将炉温缓慢冷却到1250℃，进入急速冷却阶段，充入氩气作为冷却介质进行急速冷却直至室温，氩气气体纯度大于99.995％。
整体金属陶瓷合金棒材在制造刀具中的应用，制造工艺如下：
(a)将整体金属陶瓷合金棒材经表面处理及长度切割制成刀具加工预制合金棒坯；
(b)采用专用精密磨削设备对预制合金棒坯精磨、螺旋槽4及刃口齿隙磨削和端齿精磨，加工成整体金属陶瓷刀具，所述刃口包括外周刃口3和端齿刃口5，所述整体金属陶瓷刀具包括刀柄1和位于刀柄1一端的刀刃2，所述刀柄1与所述刀刃2为一体成型。
整体金属陶瓷合金棒材在制造刀具中的应用，步骤(b)中采用微细粒砂轮对刀具加工预制合金棒坯圆周面进行精密磨削，基于棒料直径选择其磨削转速100n/min，并在棒坯***整体圆周面初开螺旋沟槽，齿背宽度为5mm，螺旋角36度，进给速度控制在18mm/min，砂轮线速度为18m/s，进刀加工余量控制在1.5mm，选择砂轮粒度52#，砂轮直径尺寸150mm，砂轮宽7.5mm；接着采用微细粒砂轮在棒坯磨削刀具容屑槽6的槽型面，进给速度控制在14mm/min，砂轮线速度为20m/s，进刀加工余量控制在0.32mm，选择砂轮粒度54#，砂轮直径尺寸130mm，砂轮宽8.5mm；刃口齿隙磨削时采用进给速度控制在12mm/min，砂轮线速度为20m/s，进刀加工余量控制在0.32mm，选择砂轮粒度90#，砂轮角度45度，砂轮直径尺寸115mm；再次调整砂轮角度对磨出刀具容屑槽6型的棒坯前端刃口端面进行端齿精磨磨削加工，采用进给速度控制在17.5mm/min，砂轮线速度为20m/s，进刀加工余量控制在0.25mm，选择砂轮粒度90#，砂轮直径尺寸150mm，砂轮宽7.5mm，加工形成多刃口的端齿；开螺旋沟槽，刃口齿隙磨削及端齿精磨加工阶段，采用7MPa，控制喷射距离为200mm，喷射流量70L/min的高压喷液充分冷却砂轮与棒坯的加工接触面，保证带走磨削产生的热量及除去磨削微粒，高压冷却喷液主要成分为基础矿物油、脂肪酸添加剂、极压硫化添加剂、石油磺酸钠防锈剂、二烷基二硫代氨基磷酸锌抗氧剂、降凝剂和消泡剂组成。
实施例3
如图1-10所示，一种整体金属陶瓷合金棒材，组成为40wt％Ti(CN)，6.5wt％(TaNb)C微米粉末，12wt％(WMo)C微米粉末，27wt％(MoTi)CN微米粉末，11wt％Co-Ni-R，1.5wt％TiC，1.5wt％TiN，0.5wt％AlN；
其中R为高熔点元素Rh中一种或几种；所述Ti(CN)粉末和所述(MoTi)CN粉末中的C，N均采用C/N原子比7/3。
一种整体金属陶瓷合金棒材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将Ti(CN)，(TaNb)C，(WMo)C，(MoTi)CN，Co-Ni-R，TiC，TiN，AlN进行混合，加入研磨介质、分散剂及成型剂，混合均匀后得到预备原料；研磨介质为己烷，其占加入总量的质量分数为1.2％；所述分散剂为硬质酸，其质量分数为0.5％；所述成型剂为石蜡，其质量分数为5％；
(2)将预备原料装入球磨机，进行球磨得到混合物料；球料比为10:1，所述滚动球磨机的球磨转速为120n/min，球磨时间为64h；
(3)将混合物料真空下干燥并喷雾造粒得混合物料；
(4)将混合物料直接装入挤压模具中挤压制成圆柱棒坯；
(5)将圆柱棒坯放入真空炉中真空烧结后冷却获得整体金属陶瓷合金棒材；真空脱脂液相烧结，真空烧结的条件为：真空度50Pa，真空烧结温度为1500℃，真空烧结时间为0.75h；完成后将炉温缓慢冷却到1250℃，进入急速冷却阶段，充入氩气作为冷却介质进行急速冷却直至室温，氩气气体纯度大于99.995％。
整体金属陶瓷合金棒材在制造刀具中的应用，制造工艺如下：
(a)将整体金属陶瓷合金棒材经表面处理及长度切割制成刀具加工预制合金棒坯；
(b)采用专用精密磨削设备对预制合金棒坯精磨、螺旋槽4及刃口齿隙磨削和端齿精磨，加工成整体金属陶瓷刀具，所述刃口包括外周刃口3和端齿刃口5，所述整体金属陶瓷刀具包括刀柄1和位于刀柄1一端的刀刃2，所述刀柄1与所述刀刃2为一体成型。
整体金属陶瓷合金棒材在制造刀具中的应用，步骤(b)中采用微细粒砂轮对刀具加工预制合金棒坯圆周面进行精密磨削，基于棒料直径选择其磨削转速150n/min，并在棒坯***整体圆周面初开螺旋沟槽，齿背宽度为8mm，螺旋角55度，进给速度控制在25mm/min，砂轮线速度为23m/s，进刀加工余量控制在1.95mm，选择砂轮粒度64#，砂轮直径尺寸180mm，砂轮宽10mm；接着采用微细粒砂轮在棒坯磨削刀具容屑槽6的槽型面，进给速度控制在20mm/min，砂轮线速度为25m/s，进刀加工余量控制在0.55mm，选择砂轮粒度64#，砂轮直径尺寸180mm，砂轮宽12mm；刃口齿隙磨削时采用进给速度控制在15mm/min，砂轮线速度为25m/s，进刀加工余量控制在0.55mm，选择砂轮粒度120#，砂轮角度60度，砂轮直径尺寸145mm；再次调整砂轮角度对磨出刀具容屑槽6型的棒坯前端刃口端面进行端齿精磨磨削加工，采用进给速度控制在25mm/min，砂轮线速度为25m/s，进刀加工余量控制在0.35mm，选择砂轮粒度120#，砂轮直径尺寸180mm，砂轮宽10mm，加工形成多刃口的端齿；开螺旋沟槽，刃口齿隙磨削及端齿精磨加工阶段，采用高压喷液10MPa，控制喷射距离为350mm，喷射流量大于58L/min的高压喷液充分冷却砂轮与棒坯的加工接触面，保证带走磨削产生的热量及除去磨削微粒，高压冷却喷液主要成分为基础矿物油、脂肪酸添加剂、极压硫化添加剂、石油磺酸钠防锈剂、二烷基二硫代氨基磷酸锌抗氧剂、降凝剂和消泡剂组成。
实施例4
如图1-10所示，一种整体金属陶瓷合金棒材，组成为28wt％Ti(CN)，6.5wt％(TaNb)C微米粉末，18wt％(WMo)C微米粉末，34wt％(MoTi)CN微米粉末，10wt％Co-Ni-R，1wt％TiC，2.25wt％TiN，0.25wt％AlN；
其中R为高熔点元素Ru和Re；所述Ti(CN)粉末和所述(MoTi)CN粉末中的C，N均采用C/N原子比5/5。
一种整体金属陶瓷合金棒材的制备方法和整体金属陶瓷合金棒材在制造刀具中的应用，如实施例2所述。
如图3-图7，本申请实施例1-4中所述的加工刀具的刀刃可以加工成两刃口、三刃口、四刃口、五刃口或六刃口。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通方法人员来说，在不脱离本申请方法方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。