[發明專利]一種硬質合金刀具處理工藝

在審

• 申請號: 201711384308.0
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108103471A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 王衍春
• 申請（專利權）人: 王衍春
• 主分類號: C23C16/02
• 分類號: C23C16/02;C23C16/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種硬質合金刀具處理工藝，其具體工藝步驟為：第一步、將硬質合金刀具前刀面拋光至鏡面，再進行超聲波清洗；第二步、采用飛秒激光在刀具前刀面刀?屑接觸區加工出均勻分布的納米級織構；第三步、對所述化學氣相沉積真空室抽真空，在射頻功率為100～300W時產生的大量氬離子對工件表面進行轟擊、清洗；第四步、由此制備得到刀具前刀面刀?屑接觸區納米級織構參數為：織構槽寬為50?400nm，織構深度為50?300nm，織構間距為100?800nm；第五步、將飛秒激光加工后的刀具分別在酒精和丙酮中超聲清洗；第六步、在真空室壓力下向真空室內通入Ar氣和CH4。本發明可以為涂層提供良好的附著表面，提高硬質合金刀具的使用性能。

技術領域

本發明涉及一種刀具制造工藝，具體涉及一種硬質合金刀具處理工藝。

背景技術

對刀具進行涂層處理是提高刀具性能的重要途徑之一，涂層刀具的出現，使刀具切削性能有了重大突破。涂層刀具是在韌性較好刀體上，涂覆一層或多層耐磨性好的難熔化合物，它將刀具基體與硬質涂層相結合，從而使刀具性能大大提高,涂層刀具可以提高加工效率、提高加工精度、延長刀具使用壽命、降低加工成本。涂層刀具既保持了基體良好的韌性和較高的強度，又具有涂層的高硬度、高耐磨性和低摩擦系數。與未涂層刀具相比，涂層刀具的切削速度和刀具壽命顯著提高。

增強涂層與刀具基體之間的附著力是提高涂層刀具性能的關鍵技術之一。大量研究表明，涂層之前對刀具基體表面進行預處理可提高基體與涂層之間的附著力。傳統的預處理方法有：機械磨削、研磨拋光、噴砂處理、機械磨削+微噴砂、拋光+微噴砂處理等，這些方法作為PVD、CVD刀具涂層前的預處理工藝，適合于對各種硬質合金刀具表面涂層前進行預處理，已在國內外硬質合金刀具涂層行業得到了廣泛應用。

在孔加工中，由于硬質合金既有良好的耐磨性又有較高的斷裂韌性，是制備刀具的理想材料，且可制成形狀復雜的刀具，使其成為一種傳統的、經濟有效的刀具材料而得到大規模應用。但碳纖維的高硬度，使刀具磨損加快，刀具耐用度低，另外，碳纖維增強復合材料各向異性，層間結合強度低，切削時易產生分層和撕裂等缺陷，加工質量難以保證。因此，在復合材料孔加工方面，硬質合金麻花鉆頭存在著耐用度偏低、加工質量無法保證等瓶頸問題。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種硬質合金刀具處理工藝，為涂層提供良好的附著表面，提高硬質合金刀具的使用性能。

本發明的技術方案是通過以下方式實現的：一種硬質合金刀具處理工藝，其具體工藝步驟為：

第一步、將硬質合金刀具前刀面拋光至鏡面，再依次經過清潔劑、自來水、丙酮、去離子水、混合酸和去離子水進行超聲波清洗；以及將經過超聲波清洗后的硬質合金刀具在烘箱中烘干并裝卡在化學氣相沉積真空室的旋轉支架上，去除表面污染層；

第二步、采用飛秒激光在刀具前刀面刀-屑接觸區加工出均勻分布的納米級織構，飛秒激光加工參數為：單脈沖能量為1.75-2.75μJ，掃描速度為125-2000μm/s，掃描間距為1-10μm、掃描遍數為1-6遍；

第三步、對所述化學氣相沉積真空室抽真空，然后向真空室通入Ar氣；在真空室壓力為2～5Pa時開啟旋轉支架和射頻電源，在射頻功率為100～300W時產生的大量氬離子對工件表面進行轟擊、清洗10～15min；

第四步、由此制備得到刀具前刀面刀-屑接觸區納米級織構參數為：織構槽寬為50-400nm，織構深度為50-300nm，織構間距為100-800nm；

第五步、將飛秒激光加工后的刀具分別在酒精和丙酮中超聲清洗各20min，干燥后，即可進行表面涂層處理；

第六步、在真空室壓力下向真空室內通入Ar氣和CH4；真空室壓力為3～15Pa時開啟射頻電源，在射頻功率150～300W，硬質合金刀具直流偏壓為-1500V～-200V下沉積20～60min。