[發明專利]一種TiCN基覆蓋TiAlN涂層的金屬陶瓷刀具及其制備方法

在審

• 申請號: 201610986600.9
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號: CN108004447A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 丁羽帆;于明政;黃媛媛
• 申請（專利權）人: 重慶市科學技術研究院
• 主分類號: C22C29/04
• 分類號: C22C29/04;C22C1/05;C22C1/10;C23C14/06;B22F5/00
• 代理公司: 暫無信息
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1.一種金屬陶瓷涂層刀具，它包括選用nTi(CaNb)+n1Mx+n2Mo+n3Ni+n4WC+n5TaC++n6Co金屬陶瓷作為基體，還包括一層成分為(TicAld)N的涂層，基體中a+b＝1，涂層中c+d＝1。涂層的總厚度為2.0～4.0μm。其特征在于，基體中的Mx包括Mo、Ti金屬元素及它們的碳化物、氮化物其中的一種或多種。并且：

n＝1，

49％≤n1≤64％，

3.0％≤n2≤3.8％，

6.0％≤n3≤7.0％，

8.0％≤n4≤13.0％，

7.0％≤n5≤12.0％，

6.0％≤n6≤15.0％。

2.根據權利要求1所述的金屬陶瓷涂層刀具，其特征在于：所述金屬陶瓷刀具基體中的(TiaCb)N晶粒度為0.1～3.0μm，WC晶粒度為0.4～1.2μm，Co晶粒度為0.8～4.0μm，Ni晶粒度為0.8～3.0μm。

3.制備根據權利要求1所述的金屬陶瓷涂層刀具的制造方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)濕磨：將Ti(CaNb)、Mx、Ni、Mo、WC、TaC和Co按比例加入球磨桶，并加入有機溶劑作為球磨介質，球磨48～240小時，球磨過程中每隔12小時翻動球磨筒一次；

(2)干燥：將球磨后的濕料過320目篩網過濾，并在真空干燥箱中干燥，干燥溫度60-100℃；

(3)摻膠：干燥后的粉料過80目篩網，按180ml/kg加入增塑劑后干燥，然后過60目篩網待用；

(4)壓制：將步驟(3)得到的粉料在單柱液壓機上壓制成所需型號的刀具；

(5)燒結：將步驟(4)所得的刀具放置于真空脫脂加壓燒結快冷爐中燒結，燒結氣氛為G，并伴隨一定燒結氣壓；

(6)后處理：對燒結冷卻后的刀具進行磨削、噴砂處理，以去除表面沾染的污漬，并使表面平整；

(7)涂層：使用PVD方法，具體為磁控濺射工藝，在清潔完成后的刀具表面鍍上一層2.0～4.0μm厚的(TicAld)N涂層。

4.上述步驟(1)，其特征在于，作為球磨介質的有機溶劑可選用無水乙醇、丙酮、庚烷、丁烷等其中的一種。

5.上述步驟(3)，其特征在于，增塑劑可選用石蠟、橡膠等其中的一種。

6.上述步驟(5)，其特征在于，G為氬氣或氮氣中的一種。當G為氬氣時，燒結氣壓為6MPa；當G為氮氣時，燒結氣壓為0～5000Pa。

7.上述步驟(5)，其特征還在于，燒結過程分為三個階段：脫膠階段-溫度從室溫升至500℃，時間為1.5h；固相燒結階段-溫度從500℃升至1230℃，時間為1.5h；最高燒結階段-溫度為1380～1430℃，保溫1.5h。

8.上述步驟(7)，其特征在于，PVD工藝可選用磁控濺射或真空陰極弧離子鍍。