[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
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本發明提供了一種TiCN基覆蓋TiAlN涂層的金屬陶瓷刀具及其制備方法，該方法以TiCN、Mo、Ni、Co、WC、TaC為原料，經過濕磨、過濾、真空干燥、制粒、壓制成型、燒結、PVD制備出金屬陶瓷涂層刀具。其中TiCN為硬質相，WC為增強相，Co和Ni為粘結相，添加Cr起到細化晶粒的作用，添加TaC提高材料的高溫穩定性，添加Mo和Mx組分以提高TiCN與Co、Ni之間的潤濕性，從而降低孔隙率并進一步提高強度，表面涂覆TiAlN增強刀具的耐磨性。本發明制成的金屬陶瓷刀片具有高耐磨性、高強度、高硬度及良好的紅硬性等良好的綜合性能，可普遍用于低碳鋼及低碳合金的(半)精加工。

一、技術領域

本發明屬于材料技術領域，特別涉及一種高耐磨性的金屬陶瓷涂層刀具及其制造方法。

二、背景技術

在TiCN基刀片表面涂覆高硬度高強度的TiAlN薄層，形成金屬陶瓷涂層刀具。

該金屬陶瓷涂層刀具的優點：(1)在低碳合金的加工上，TiCN金屬陶瓷基TiAlN涂層刀具相較于硬質合金基TiAlN涂層刀具有更高的紅硬性(2)相較于硬質合金基TiAlN涂層刀具，使用金TiCN金屬陶瓷基TiAlN涂層刀具加工零件，被加工零件的加工精度和表面光潔性更好；(3)TiCN基體與TiAlN涂層的結合性相對于硬質合金與TiAlN涂層的結合性更好；(4)涂覆了TiAlN涂層的TiCN刀具相較于未涂覆的TiCN刀具有更高的耐磨性。目前市場上銷售的硬質合金基涂層刀具在加工不銹鋼領域效果良好，但在低碳合金的加工上耐磨性不足，加工零件精度及表面光潔度有所欠缺。

三、發明內容

本發明的目的：制造一種具有優異耐磨性的、普遍適用于低碳合金加工的刀具，本發明提供一種TiCN基覆蓋TiAlN涂層的金屬陶瓷刀具制造方法。

本發明的技術方案：一種TiCN基覆蓋TiAlN涂層的金屬陶瓷刀具；

基體為n Ti(CaNb)+n1Mx+n2Mo+n3Ni+n4WC+n5TaC++n6Co金屬陶瓷，其中a+b＝1?；w中的Mx包括Mo、C、N、Ti其中的一種或多種元素。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％。

涂層為(TicAld)N，涂層厚度為2.0～4.0μm，其中c+d＝1，0.55∶0.45≤c∶d≤0.95∶0.05；

一種Ti-C-N基覆蓋Ti-Al-N涂層的金屬陶瓷刀具及其制造方法，制造方法如下：

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