[發(fā)明專利]一種便于硬質(zhì)合金工件重涂的硬質(zhì)涂層制備方法

無效

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• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102899607A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐健;張云龍;鄧朝陽
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫啟恒科技有限公司
• 主分類號: C23C14/02
• 分類號: C23C14/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種便于硬質(zhì)合金工件重涂的硬質(zhì)涂層制備方法，可克服目前常用硬質(zhì)涂層退鍍液在退鍍過程中對硬質(zhì)合金基材造成的不良影響。

背景技術(shù)

硬質(zhì)合金常用材料為WC-Co，是目前用途最廣的切削刀具材料。隨著對刀具性能要求的不斷提高，硬質(zhì)涂層技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到切削刀具領(lǐng)域。通過在硬質(zhì)合金刀具表面用物理氣相沉積的方法涂覆TiN、TiAlN、AlTiN、TiCN等硬質(zhì)涂層可以大幅度提高切削刀具的使用壽命和切削效率。為了能夠更有效的降低刀具的使用成本，在涂層刀具失效以前可進(jìn)行重涂處理。傳統(tǒng)的重涂處理包括以下步驟：1.重磨，即重新磨制已使用刀具的刃口；2.退鍍：將舊有的涂層去除；3.重涂：重新涂覆硬質(zhì)涂層。經(jīng)過重涂后的刀具則具備再次使用的條件，因此重涂技術(shù)成為一項有重大發(fā)展前景的領(lǐng)域。目前國際上已經(jīng)開展了此類工作，國內(nèi)也在進(jìn)行積極的嘗試工作。

硬質(zhì)涂層的退鍍目前多數(shù)采用溶液化學(xué)方法，即采用強氧化介質(zhì)對涂層進(jìn)行溶解，實現(xiàn)去除涂層的目的。該方法能夠有效的去除TiN、TiAlN、AlTiN、TiCN等常用涂層。典型配方為H₂O₂和NH₄OH，比例3∶1。由于該類化學(xué)試劑在與硬質(zhì)合金基材接觸時會導(dǎo)致硬質(zhì)合金表層的Co大量溶解，導(dǎo)致硬質(zhì)合金表層出現(xiàn)貧Co層，從而使得刀具的表層粗糙度大幅上升、表面強度大幅度下降，嚴(yán)重影響其重涂后的使用效果，因此該類配方不適用于硬質(zhì)合金基材的退鍍。國際市場上也有新開發(fā)的對硬質(zhì)合金基材沒有顯著影響的退鍍劑，如瑞士的Deconex系列產(chǎn)品，但其價格非常昂貴，不適于批量推廣。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種便于硬質(zhì)合金工件重涂的硬質(zhì)涂層制備方法，其特征在于：

(1)將硬質(zhì)合金工件用傳統(tǒng)方法進(jìn)行前處理(如工件為已涂層工件則還需在前處理之前進(jìn)行重磨和退鍍)；

(2)將硬質(zhì)合金工件裝入真空室，將真空室抽至背底真空；

(3)將工件加熱至所需溫度；

(4)通過載能離子轟擊工件以露出新鮮表面；

(5)在工件表面沉積至少一層硬質(zhì)涂層退鍍液不能溶解的保護(hù)膜，所述保護(hù)膜可為單層膜、多層膜、梯度膜等，其厚度為0.05-2微米，其中優(yōu)選0.1-1微米；

(6)以常規(guī)制備硬質(zhì)涂層的方法在工件表面沉積硬質(zhì)涂層。

本發(fā)明提供的硬質(zhì)涂層制備方法的特點在于在硬質(zhì)合金工件的表面沉積了一層厚度相對較薄的退鍍液不能溶解的保護(hù)膜，因此在使用溶液化學(xué)法退鍍的時候能夠很好的保護(hù)工件的基材。而保護(hù)膜則通過真空下的離子刻蝕去除。不直接采用離子刻蝕去除全部涂層的原因是傳統(tǒng)的硬質(zhì)涂層厚度通常在2～10微米之間，通常離子刻蝕的速率大約在每小時1微米左右，因此，全部采用離子刻蝕去除硬質(zhì)涂層的成本太高。而溶液化學(xué)法術(shù)可以在大氣下除去絕大部分涂層，僅僅留下厚度較薄的保護(hù)層。而此厚度相對較薄的保護(hù)膜通過離子刻蝕通常只需要較短的時間即可完全去除，且對基材不造成任何影響。這樣，經(jīng)使用的涂層刀具上的所有涂層均可去除并露出工件基材的新鮮表面，利于后續(xù)使用常規(guī)方法沉積硬質(zhì)涂層。該發(fā)明較好的結(jié)合傳統(tǒng)的溶液法退鍍技術(shù)和真空下的離子刻蝕技術(shù)，操作簡便且成本低廉，能較好的解決硬質(zhì)合金工件在重涂時退鍍液對基材的不良影響。

具體實施方式

下面對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

實施例1：

(1)將未經(jīng)使用的硬質(zhì)合金工件用清洗液進(jìn)行清洗；

(2)將工件烘干后裝入真空室，將真空室抽氣至背底真空；

(3)將工件加熱至450℃并保溫；

(4)打開離子源，將Ar氣通入真空室，通過載能Ar離子轟擊工件20分鐘以去除工件表面的氧化膜；

(5)在工件的表面沉積一層厚度為0.5微米的Cr/CrN保護(hù)層；

(6)在Cr/CrN保護(hù)層上按照傳統(tǒng)的方法沉積2.5微米的TiN涂層。

本實施例適用于未經(jīng)使用的硬質(zhì)合金工件上制備TiN涂層。

實施例2：

(1)按照實施例1中步驟(1)-(5)對未經(jīng)使用的硬質(zhì)合金工件進(jìn)行處理；

(2)在Cr/CrN保護(hù)層上按照傳統(tǒng)的方法沉積3微米的AlTiN涂層。

本實施例適用于未經(jīng)使用的硬質(zhì)合金工件上制備AlTiN涂層。

實施例3：

(1)按照實施例1中步驟(1)-(5)對未經(jīng)使用的硬質(zhì)合金工件進(jìn)行處理；

(2)在Cr/CrN保護(hù)層上按照傳統(tǒng)的方法沉積2.5微米的TiCN涂層。