[發明專利]復合涂層、自潤滑復合涂層刀具及其制備方法

有效

• 申請號: 201910590933.3
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110158046B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 孔帥斐;李翠;李和鑫;宜娟
• 申請（專利權）人: 富耐克超硬材料股份有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06;C23C14/18
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡云飛

本發明涉及一種復合涂層、自潤滑復合涂層刀具及其制備方法，屬于涂層刀具技術領域。本發明提供了一種復合涂層，所述復合涂層包括TiAlCN層和TiAlBN層。TiAlCN層中的Al元素有利于提高涂層的抗氧化能力，C元素有利于降低涂層的摩擦系數。TiAlBN層具有良好的耐高溫氧化性和顯微硬度，具有良好的耐磨潤滑性。TiAlCN/TiAlBN復合涂層設置在刀體表面，能夠降低刀具的摩擦系數，具有良好的耐磨性和自潤滑性，可有效延長刀具的使用壽命，降低工件的表面粗糙度。

技術領域

本發明涉及一種復合涂層、自潤滑復合涂層刀具及其制備方法，屬于涂層刀具技術領域。

背景技術

隨著切削技術的發展，要求切削加工具有高速、高效、高精等特點，對刀具的性能提出了更高的要求，無涂層刀具由于耐磨性差、摩擦系數高、使用壽命短等缺陷，已無法滿足切削加工的要求。

涂層刀具是在硬質合金或高速鋼(HSS)基體表面上，利用氣相沉積方法涂覆一薄層耐磨性好的難熔金屬或非金屬化合物(也可涂覆在陶瓷、金剛石和立方氮化硼等超硬材料刀片上)而制備的，難熔金屬或非金屬化合物的涂層可作為化學屏障和熱屏障，減少了刀具與工件間的擴散和化學反應，從而減少基體的磨損，涂層的組成和各元素的配比都將影響涂層刀具的使用壽命，以及涂層刀具加工得到的工件的表面質量，需要提供一種復合涂層，使得含有該復合涂層的復合涂層刀具加工得到的工件具有良好的表面質量，且具有較長的使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于提供一種復合涂層，該復合涂層設置在刀體表面，能夠緩解現有刀具耐磨潤滑性差的缺陷。

本發明的另一個目的在于提供一種自潤滑復合涂層刀具，該刀具能夠緩解現有刀具耐磨潤滑性差的缺陷。

本發明的目的還在于提供一種自潤滑復合涂層刀具的制備方法，該方法可緩解現有刀具制備方法繁瑣、成本高的缺陷。

本發明的技術方案如下：

一種復合涂層，所述復合涂層包括TiAlCN層和TiAlBN層。

TiAlCN層中的Al元素有利于提高涂層的抗氧化能力，TiAlCN層中的C元素有利于降低涂層的摩擦系數，TiAlCN層中Ti元素、Al元素、C元素和N元素有利于降低晶粒尺寸。TiAlBN層具有良好的耐高溫氧化性和顯微硬度，是良好的耐磨材料，TiAlBN層同時存在TiAlN相和六方BN相，具有良好的耐磨潤滑性。

優選地，所述TiAlCN層的厚度為1.8-2.2μm；

所述TiAlBN層的厚度為2-3μm。

一種自潤滑復合涂層刀具，所述自潤滑復合涂層刀具包括刀體和依次設置在刀體表面的TiAlCN層和TiAlBN層。

需要說明的是，包括刀體和依次設置在刀體表面的TiAlCN層和TiAlBN層的自潤滑復合涂層刀具記為TiAlCN/TiAlBN自潤滑復合涂層刀具，TiAlCN/TiAlBN中的“/”是“和”的意思，TiAlCN/TiAlBN自潤滑復合涂層刀具是指含TiAlCN層和TiAlBN層的自潤滑復合涂層刀具。TiAlCN層指的是TiAlCN層中含Ti元素、Al元素、C元素和N元素，TiAlBN層指的是TiAlBN層中含Ti元素、Al元素、B元素和N元素。

需要說明的是，設置在刀體表面的TiAlCN層和TiAlBN層中的表面可以是整個刀體表面，也可以是部分刀體表面，如只設置在切削的刀頭部位。

應當理解的是，所述自潤滑復合涂層刀具包括刀體和依次設置在刀體表面的TiAlCN層和TiAlBN層指的是，本領域技術人員根據需要可在刀體和TiAlCN層之間設置過渡層，如Ti、TiAl或CrAl，過渡層可以是一層，也可以是多層，本領域技術人員根據需要可以在TiAlCN層和TiAlBN層之間設置一層或多層涂層，本領域技術人員根據需要可以在TiAlBN層表面設置一層或多層涂層。