[發明專利]加工鋁材用涂層刀片及其制備方法

有效

• 申請號: 201010158511.8
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN101837475A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 李屏;王社權;徐令斌;王芳;馮震
• 申請（專利權）人: 株洲鉆石切削刀具股份有限公司
• 主分類號: B23B27/00
• 分類號: B23B27/00;B23P15/28
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪

技術領域

本發明涉及一種切削刀片及其制備方法，尤其涉及一種加工有色金屬用涂層刀片及其制備方法。

背景技術

在金屬切削領域，一股根據被加工金屬特性把被加工金屬分為P(鋼材)、M(不銹鋼)、K(鑄鐵)、N(有色金屬)、S(耐熱合金和鈦合金)和H(淬火鋼)幾個大類。而鋁材在有色金屬領域中的量大面廣，其切削特點是熔點低，切屑韌性較好，且鋁材切屑容易在刀片前刀面的上表面上粘結。切屑與前刀面粘結會產生以下消極影響：一是使前刀面發生嚴重的粘結磨損，切屑流動不暢，從而導致切削力增加，切削熱增加，最終使得刀具的壽命變短；二是前刀面切屑的粘結，容易在刀片的前刀面上形成積屑瘤，造成加工工件表面的光潔度達不到要求。

現有切削刀片的生產工藝流程是在刀片燒結后先對前刀面進行拋光處理，然后研磨形成刃口，其工藝流程如圖1所示。如圖1所示工藝加工得到的鋁材加工用切削刀片其外表全部為硬質合金，而且其前刀面是硬質合金拋光面，這樣的切削刀片耐磨損性能較差，刀片的使用壽命不長。

隨著切削刀片加工技術的不斷發展，涂層的先進性開始在金屬切削領域得到廣泛的應用。在現有較為先進的切削刀片中，出現有各種形式的復合涂層刀片，也出現有在復合涂層基礎上去除部分涂層的加工技術(例如通過噴砂或刷子處理涂層刀片)，但其去涂層加工目的是在刀片局部去除化學性質穩定性相對較差的涂層物質，進而暴露出化學性質更為穩定的涂層物質作為與被加工金屬接觸的接觸面，在其他部位可保留最外層穩定性相對較差的涂層物質以作為切削時磨損檢測的易識別標志。當然，一股的噴砂處理涂層也不能等同于加工鋁材用涂層刀片中的拋光技術，因為根據處理目的的不同，噴砂可能是用來進行粗糙化、用來進行金屬表面的拉絲、或者直接用于去除多余涂層或毛刺等等，因此經普通的噴砂處理并不一定能達到拋光效果，換句話說，經普通噴砂處理后的涂層刀片并不能當然應用于鋁材的加工。

隨著PVD涂層技術的發展和普及，一些刀片生產商也開始嘗試將涂層的優越性應用于加工鋁材的硬質合金刀片上。根據我們多年的生產實踐經驗，具有優異性能的鋁材加工刀應當具備兩個條件：拋光的前刀面和鋒利的刃口。

鋁材加工刀片后刀面與工件是近乎線接觸，后刀面的磨損不是我們的關注點，而前刀面與切屑是面接觸，切削熱和切削力主要集中于前刀面，因此前刀面的改進上會取得事半功倍的效果。但現有的涂層刀片并未有將后刀面涂層全部磨削除去而只保留前刀面涂層的做法，因為按照人們多年來形成的思維定勢，切削刀片都應盡可能利用后刀面的涂層物質以提高耐磨性。此外，現有的涂層刀片涂覆的涂層表面存在粗糙度高的缺陷，如果為克服粗糙度高的缺陷而對已經形成刃口的刀片進行涂層后拋光，則會影響到鋁材加工刀的第二個必備條件------鋒利的刃口。

現有刀片的刃口有兩種：鋒利的刃口和鈍化了的刃口。鈍化了的刃口其特點是有足夠的刃口強度和低程度的涂層應力集中，在涂層后可以承受噴砂或刷子的機械處理以去除部分涂層，并保持刃口幾何微區形狀處理設計狀態。而鋒利的刃口本身強度低，涂層后則涂層應力過于集中，刃口更加脆弱，涂層后再進行機械處理就容易造成對刃口的破壞(如微崩)，不符合刀片的刃口微區設計要求。因為鋁材質地較軟、較黏，因此鋁材加工刀的刃口需要非常的鋒利；但如果鋁材加工刀的鋒利刃口一旦制備好，就不可以再對涂層進行機械處理。

因此，現有市場上很難發現專門針對鋁材進行加工的性能優異的涂層刀片。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種抗粘結磨損能力強、加工效率高、成本小且使用壽命長的加工鋁材用涂層刀片，還提供一種工藝簡單、成本小的加工鋁材用涂層刀片的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為一種加工鋁材用涂層刀片，所述涂層刀片包括一硬質合金基體，該硬質合金基體設有位于其頂部的前刀面和位于其側部的后刀面，所述前刀面和后刀面相交形成有刃口，所述前刀面和任意相鄰的兩后刀面相交形成刀尖，所述前刀面上涂覆有經過拋光的、且與鋁材親和能力低的涂層，所述后刀面為研磨后形成的硬質合金磨削面；所述前刀面和后刀面相交形成的刃口是未經過鈍化處理的呈線性延伸的(經過鈍化處理后刃口往往是呈曲面延伸)鋒利刃口。