[發(fā)明專利]一種刀具刀片及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201510816511.5 | 申請日： | 2015-11-23 |
| 公開（公告）號： | CN105234439A | 公開（公告）日： | 2016-01-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 黃峰;徐楓亭;簡偉 | 申請（專利權(quán)）人： | 江蘇切剴刀具有限公司 |
| 主分類號： | B23B27/00 | 分類號： | B23B27/00;C23C14/06;C23C14/34;C23C14/02 |
| 代理公司： | 揚(yáng)州蘇中專利事務(wù)所(普通合伙) 32222 | 代理人： | 楊欣陸 |
| 地址： | 211400 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 刀具 刀片 及其 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種切削刀片，具體的說涉及一種涂有TiN涂層的c-BN復(fù)合式刀片及制備方法。
技術(shù)背景
立方氮化硼(c-BN)材料因其超高硬度(僅次于金剛石)，低熱膨脹系數(shù)，高化學(xué)穩(wěn)定性，高熱穩(wěn)定性和高溫硬度等特點。將其加工成刀具在切削加工耐熱鋼、淬火鋼、鎳鈷超合金等難以切削的硬質(zhì)材料(硬度一般大于50HRC的材料)時常表現(xiàn)出切削精度高，加工效率高等優(yōu)異性能。目前已被廣泛的應(yīng)用于汽車加工、航空制造、船舶制造等各個行業(yè)。
盡管氮化硼刀具表現(xiàn)出優(yōu)秀的切削性能，但是氮化硼本身的價格也比較高，所以常將c-BN焊接在硬質(zhì)合金基體上形成復(fù)合式立方氮化硼刀片。在生產(chǎn)c-BN刀具的過程中，相對于硬質(zhì)合金，c-BN的高硬度和脆性會導(dǎo)致成品刀片產(chǎn)生較高的內(nèi)應(yīng)力，嚴(yán)重時更會有微裂紋。這樣在切削硬質(zhì)淬火鋼或高硬粉末冶金材料時，會加速磨損降低刀具的使用壽命，嚴(yán)重的會出現(xiàn)刀具崩刃現(xiàn)象。
TiN(氮化鈦)涂層因其具有較高的硬度和韌性，也具備較好的抗氧化能力且色澤為金黃色，是一種既美觀又具有較好耐沖擊的涂層。將其施鍍在復(fù)合式c-BN刀片表面，一方面可以顯著減少c-BN刀刃的抗月牙洼磨損；另一方面TiN涂層的顏色會幫助刀片磨損的觀察；更為重要的一點是TiN本身就是c-BN刀刃焊接時一種常用的粘結(jié)劑，利用TiN涂層，更能增加刀片表面韌性，提高刀片的初始耐沖擊性。
但TiN涂層的結(jié)構(gòu)特征對涂層的耐磨性以及其他機(jī)械性能有重要的影響。如美國專利US4226082和芬蘭赫爾辛基理工大學(xué)Korhonen發(fā)現(xiàn)TiN涂層的織構(gòu)特征對涂層的耐腐蝕行為有很大影響(CorrosionofthinhardPVDcoatings,Korhonen,Vacuum,45,1031～1034,1994)。且Korhonen指出涂層呈現(xiàn)(200)織構(gòu)，一般涂層較為致密，涂層比較耐腐蝕。澳大利亞萊奧本礦業(yè)大學(xué)Mayrhofer通過改變基體的溫度、N2分壓，濺射能量以及離子與Ti原子的通量比來獲得不同織構(gòu)的TiN涂層，報道了織構(gòu)對涂層力學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)涂層若呈現(xiàn)(200)取向都非常致密，但該涂層存在著較大的應(yīng)力(InfluenceofdepositionconditionsontexturedevelopmentandmechanicalpropertiesofTiNcoatings,Mayrhofer,Geieretal,NationalJournalofMaterialsResearch,100,1052-1058,2009)。
上述研究表明，當(dāng)TIN涂層出現(xiàn)較強(qiáng)的(200)織構(gòu)時涂層較為致密，相對具有較好的機(jī)械性能，但涂層也存在著較大的應(yīng)力。應(yīng)力大的涂層在后期使用過程中容易應(yīng)力釋放而出現(xiàn)剝落，進(jìn)而影響刀具使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述不足，本發(fā)明提供了一種刀具刀片及其制備方法，該刀片具有低應(yīng)力的TiN涂層，將該涂層施鍍在復(fù)合式c-BN刀片上，可以顯著提高刀具的使用壽命和加工精度。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種刀具刀片，其特征是，該刀片為復(fù)合式c-BN刀片，由硬質(zhì)合金刀體焊c-BN刀刃構(gòu)成，所述復(fù)合式c-BN刀片上施鍍有TiN涂層。
利用X射線衍射儀測得TiN為面心立方晶體結(jié)構(gòu)，在探測角2θ＝30°～80°范圍內(nèi)測量只出現(xiàn)TiN(111)衍射峰和TiN(200)衍射峰，在36.8°處出現(xiàn)TiN(111)衍射峰，42.8°處出現(xiàn)TiN(200)衍射峰；
測量TiN(200)衍射峰強(qiáng)度I(200)與TiN(111)衍射峰強(qiáng)度I(111)之間的關(guān)系K在0.8～1之間，
測量TiN(111)衍射峰的半高寬寬度為0.25°～0.28°，TiN(200)衍射峰的半高寬寬度為0.28°～0.31°。
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