[發明專利]一種銑刀納米涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201910053806.X
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109735806B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 張建坡
• 申請（專利權）人: 超微中程納米科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: C23C14/16
• 分類號: C23C14/16;C23C14/02;C23C14/04;C23C14/06;C23C14/32
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 楊慧林

本發明公開了一種銑刀納米涂層及其制備方法，納米涂層包括在刀刃外側從內到外依次制備有基層、過渡層、功能層，在刀柄外側從內到外依次制備有基層、過渡層、功能層、強化層，基層為Cr材料涂層，過渡層為TiN材料涂層，功能層為TiAlSi材料涂層,強化層為TiWB材料涂層；納米涂層的制備方法包括預處理、離子清洗；制備Cr基層、TiN過渡層、TiAlSi功能層；纏繞聚乙烯薄膜和無紡布；制備刀柄上的TiWB強化層；將纏繞的聚乙烯薄膜和無紡布層除去，從而制備刀柄和刀刃不同的涂層。本發明在不影響刀刃的功能層的情況下，在刀柄外涂覆TiWB強化層，進一步增加刀柄的膜層硬度和膜層耐溫性，從而可以克服現有技術中不斷增加Al和Cr的含量成分來提高硬度和耐溫性的問題。

技術領域

本發明涉及納米涂層領域，具體涉及一種銑刀納米涂層的制備方法。

背景技術

隨著中國工業的進一步發展，切削加工技術向著高速、高效、干式的方向逐步邁進。高速銑削是目前高速切削應用的主要工藝，高速銑刀是實現高速銑削加工的重要技術之一。高速切削加工技術集高效、優質和低耗于一身，不僅切削效率高，而且表面加工質量好、單位切削力小，但對刀具材料的耐磨性能和紅硬性能要求也提出了更高的要求?，F最普遍使用的硬質合金刀具的磨損及高溫軟化問題在高速銑削過程中卻難以避免。這嚴重制約了刀具使用壽命和工作效率，更影響工件表面質量。因此，如何降低刀具磨損及高溫軟化問題顯得尤為重要。

刀具涂層技術的發展為提高刀具工作效率和增加刀具使用壽命帶來新的思路。刀具涂層技術是把具有較高硬度的涂層材料制備在韌性較好的刀具基體上以解決刀具存在的強度和硬度之間的矛盾。涂層摩擦系數較低，可降低切削時的切削力和切削溫度的提高，同時其熱傳導系數較低，能有效改變熱流方式，使刀具和工件的溫度不致過高，大大提高刀具耐用度，同時也提高刀具工作極限速度。此外，涂層可以有效地提高刀具的抗磨性能，對金屬切削過程中的刀具磨損問題有很好的改善作用。將超硬刀具涂層材料鍍于金屬切削刀具表面，正適應了現代制造業對銑刀刀具的高技術要求，金屬刀具基體不但保持了較高的強度，而鍍于表面的涂層又能發揮它“超硬、強韌、耐磨、自潤滑”的優勢，從而大大提高金屬切削刀具在現代加工過程中的耐用度和適應性。

目前，工業習慣上在TiN涂層中添加Cr、Al等元素來提高耐高溫、耐腐蝕性能，顯微硬度也有大幅度提高，可以達到HV3000以上，常見的有TiCrN，TiAlN，AlTiN等，為了進一步提高進一步提高納米涂層的硬度和耐溫性，目前的做法主要是不斷增加Al和Cr的含量成分，但是隨著對硬度和溫度的要求不斷提高，目前只是增加Al和Cr的含量占比成分已無法滿足要求，所以現在急需一種新型的涂層材料和涂層的制備方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種銑刀納米涂層和銑刀納米涂層的制備方法，解決現有技術中銑刀納米涂層強度和耐溫性不足的問題，在不影響刀刃的情況下，增加刀柄的強度和耐溫性。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種銑刀納米涂層，所述銑刀包括刀柄和刀刃，所述刀刃外側從內到外依次制備有基層、過渡層、功能層，所述刀柄外側從內到外依次制備有基層、過渡層、功能層、強化層，所述基層為Cr材料涂層，所述過渡層為TiN材料涂層，所述功能層為TiAlSi材料涂層,所述強化層為TiWB材料涂層。

本發明一個較佳實施例中，進一步包括所述功能層TiAlSi的成分占比為Ti:55％～65％，Al：30％～40％，Si：5％～15％。

本發明一個較佳實施例中，進一步包括所述強化層TiWB的成分占比為Ti:40％～50％，W：25％～35％，B：15％～35％。