[發明專利]一種用于火車輪轂加工的涂層刀具的制備方法

有效

• 申請號: 201611144712.6
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106583731B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 李克林
• 申請（專利權）人: 成都邦普切削刀具股份有限公司
• 主分類號: B22F3/14
• 分類號: B22F3/14;C23C16/40;C23C16/56;B22F1/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙)51229
• 代理人: 李蕊

1.一種用于火車輪轂加工的涂層刀具的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)制備硬質合金基體

將WC粉、Co粉和MC_xN_y粉以重量比為81-87:6-10:7-9混合，置于無水乙醇中進行球磨，球磨48-72h，然后過濾，干燥，制粒；其中M為ⅣB、ⅤB、ⅥB族元素中的4種以上元素；M、C和N的質量比為83-89:8-12:3-5；x＝0.7-0.75，y＝1-x；無水乙醇與混合粉末的體積質量比為320-360mL/kg；

(2)制備涂層基體

將步驟(1)制得的硬質合金基體壓制成型后置于燒結爐中，爐內溫度以2-5℃/min的速度從室溫升至370℃，保溫120-180min，爐內壓力≤1000Pa，保溫結束后，繼續以2-5℃/min的速度將溫度升至450℃，保溫180-240min，爐內壓力≤2000Pa，保溫結束后，以3-6℃/min的速度將溫度升至1350℃，保溫60-90min，爐內壓力為30-100Pa，保溫結束后，再以3-6℃/min的速度將溫度升至1460℃，保溫60-120min，同時充入惰性氣體，使爐內壓力保持5-6MPa，保溫結束后將其冷卻至室溫，得涂層基體；

(3)涂層刀具的制備

在步驟(2)所得的涂層基體上進行涂層，涂層結構由里向外分別為TiN、TiCN、TiCO、α-Al₂O₃、TiCN和TiN層；

采用CVD工藝在涂層基體上沉積α-Al₂O₃層內外的TiN層和TiCO層，利用MTCVD或CVD工藝沉積TiCN層；

α-Al₂O₃涂層的沉積工藝：以H₂作為載體，流量為50-60LPM，爐內溫度為1000-1050℃，壓力為50-200mbar，依次通入CO₂、H₂S、HCl氣體，其流量分別為2-5LPM，100-200mLPM，1-3LPM，AlCl₃發生器內H₂流量為5-20LPM，HCl氣體流量為2-4LPM；

(4)對涂層后的刀具表面進行濕噴砂處理，使其表面粗糙度Ra≤0.20μm。

2.根據權利要求1所述的用于火車輪轂加工的涂層刀具的制備方法，其特征在于，步驟(1)中WC粉的粒徑為6-7μm，化合總碳含量≥6.1％。

3.根據權利要求1所述的用于火車輪轂加工的涂層刀具的制備方法，其特征在于，步驟(1)中Co粉的粒徑為1-2μm。

4.根據權利要求1所述的用于火車輪轂加工的涂層刀具的制備方法，其特征在于，步驟(1)中MC_xN_y粉的粒徑為1-2.5μm。

5.根據權利要求1所述的用于火車輪轂加工的涂層刀具的制備方法，其特征在于，步驟(1)中M為元素W、Ti、Ta和Nb，W、Ti、Ta和Nb的質量比為2.8-3.2:32-34:32-34:19-21。

6.根據權利要求1所述的用于火車輪轂加工的涂層刀具的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所用氣體中水分含量低于5ppm。

7.根據權利要求1所述的用于火車輪轂加工的涂層刀具的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所得α-Al₂O₃涂層的結構為：厚度0.5-20μm，呈等軸細晶，粒徑尺寸為0.5-4μm，并具有至少(104)、(110)、(113)、(024)、(116)、(214)、(300)7個晶面取向。