[發明專利]梯度涂層刀具及其制備方法

有效

• 申請號: 201810076691.1
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108165988B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 邢佑強;王孟雅;李想;胡若愚;黃開靚
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種梯度涂層刀具，刀具基體材料為高速鋼，刀具基體表面具有多層涂層，其特征在于：所述刀具基體材料表面涂層為添加MoS₂、BN和LaF₃的硬質合金層和Al₂O₃基陶瓷層交替的梯度疊層涂層；所述硬質合金層混合粉料中，主要成分的重量百分比為：65-80％WC，6-15％TiC，5-10％Co，1-2％TaC，2-3％MoS₂，0.5-2％BN，1-4％LaF₃。

2.根據權利要求1所述的梯度涂層刀具，其特征在于：所述Al₂O₃基陶瓷層混合粉料中，主要成分的重量百分比為：40-60％Al₂O₃，30-45％TiC，3-6％MoS₂，1-4％BN，1-4％LaF₃，0.5-1％Ni和0.5-1％Mo。

3.一種采用如權利要求1所述的梯度涂層刀具的制備方法，其特征在于：所述刀具的涂層采用激光熔覆方法制備，其具體制備步驟為：

(1)前處理：將刀具依次放在酒精和丙酮溶液中超聲清洗20-30min，進行去油污處理；

(2)熔覆硬質合金層：將MoS₂、BN和LaF₃粉末添加至硬質合金粉末中配置混合粉料，將配制好的硬質合金混合粉料裝入送粉器中；采用激光將硬質合金混合粉料熔覆在刀具前刀面；

(3)熔覆Al₂O₃基陶瓷層：將MoS₂、BN和LaF₃粉末添加至Al₂O₃基陶瓷粉末中配置混合粉料，將配制好的Al₂O₃基陶瓷混合粉料裝入送粉器中；采用激光將Al₂O₃基陶瓷混合粉料熔覆在刀具前刀面；

(4)交替熔覆硬質合金層和Al₂O₃基陶瓷層：重復步驟(2)和步驟(3)，交替熔覆硬質合金層和Al₂O₃基陶瓷層；

(5)后處理：熔覆完成后對刀具表面進行修整。

4.根據權利要求3所述的梯度涂層刀具的制備方法，其特征在于：步驟(2)和(3)中，所述熔覆硬質合金層和熔覆Al₂O₃基陶瓷層的涂層厚度范圍均為100-300μm。

5.根據權利要求3所述的梯度涂層刀具的制備方法，其特征在于：步驟(2)和(3)中，采用CO₂激光同步送粉方式進行熔覆，送粉氣與保護氣均采用氬氣；激光加工參數如下：激光功率為200-1000W，掃描速度5-40mm/s，搭接率Φ為30-60％。

6.根據權利要求3所述的梯度涂層刀具的制備方法，其特征在于：步驟(2)和(3)中，所述送粉器的送粉速率范圍均為10-50g/cm³。

7.根據權利要求3所述的梯度涂層刀具的制備方法，其特征在于：步驟(4)中，所述交替熔覆硬質合金層和Al₂O₃基陶瓷層的梯度涂層厚度范圍為500-2000μm。