[發明專利]一種帶有多樣性功能涂層的切削刀具及其制備方法

有效

• 申請號: 201710765230.0
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107486579B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 吳日芳;江延軍;王峰
• 申請（專利權）人: 大連遠東工具有限公司
• 主分類號: B23B51/02
• 分類號: B23B51/02;C23C14/00;C23C14/06;C23C14/32
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 張大保;李馨

1.一種帶有多樣性功能涂層的切削刀具的制備方法，其特征在于：所述帶有多樣性功能涂層的切削刀具，包括切削部分和排屑部分，所述切削部分涂層為硬質涂層，所述排屑部分涂層為潤滑層，所述硬質涂層和潤滑層用物理氣相沉積PVD方式涂層，所述的硬質涂層包括過渡層、中間層和表層，所述的過渡層成分為TiN或CrN，所述的中間層成分為（TiAlCrMe）N，所述表層的成分為TiN或CrN，所述排屑部分沉積的潤滑層為DLC涂層；

所述的帶有多樣性功能涂層的切削刀具的制備方法包括以下步驟：

S1：刀具表面沉積制備過渡層，沉積工藝溫度為300℃-400℃且N₂流量為400-600sccm，負偏壓為100V-200V且Ti靶或Cr靶弧電流為80A-110A，并且持續約600s-1200s，在刀具表面進行沉積形成成分為TiN或CrN的過渡層；

S2:過渡層表面沉積硬質涂層的中間層,沉積工藝溫度為400℃-500℃且N₂流量為1000-1200sccm，負偏壓為80V-180V且合金靶材弧電流為90A-100A并且持續時間為54000s-90000s，在過渡層表面進行沉積形成成分為（TiAlCrMe）N的中間層；

S3:中間層表面沉積硬質涂層表層,沉積工藝溫度為350℃-450℃且N₂流量為400-600sccm,負偏壓為100V-150V且Ti靶或Cr靶弧電流為70A-90A之間，并且持續時間600s-1200s,在中間層表面進行沉積形成成分為TiN或CrN的表層；

S4：在刀具整體形成硬質涂層后，在刀具切削部分用耐高溫漆涂抹遮擋，在大氣中放置20分鐘，所述耐高溫漆選擇工作溫度為0℃-250℃；

S5：使用過濾弧設備在刀具溝槽部分沉積為DLC涂層的潤滑層，潤滑層DLC沉積溫度為80℃-170℃，Ar流量為50sccm-120sccm，偏壓為100V-300V，石墨靶弧電流為40A-60A，DLC沉積工藝持續時間為1200s-2400s；

S6：進而在刀具切削部分形成包括過渡層、中間層和表層的硬質涂層和刀具排屑部分形成潤滑涂層，制備成帶有多樣性功能涂層的切削刀具。

2.根據權利要求1所述的帶有多樣性功能涂層的切削刀具的制備方法，其特征在于：還包括以下步驟：

S7：涂層后刀具在帶有超聲波的三氯乙烯溶劑中浸泡去除切削部分表面耐高溫漆。

3.根據權利要求1所述的帶有多樣性功能涂層的切削刀具的制備方法，其特征在于：所述帶有多樣性功能涂層的切削刀具的材質包括高速鋼、硬質合金和陶瓷；所述硬質涂層由三層組成，過渡層TiN或CrN厚度為0.1-1μm，中間層為（TiAlCrMe）N，Me為V\W\Si\Y\Nb中的一種或幾種元素，其中0≤Ti≤0.33,0≤Al≤0.70,0≤Cr≤0.30,0≤Me≤0.2,厚度1-5μm，表層TiN或CrN厚度為0.3-1μm；所述潤滑層為DLC涂層，厚度0.1-1μm，摩擦系數0.05-0.15，硬度HV2000-3000。