[發明專利]一種利用預切削法制備低摩擦系數涂層刀具的方法及刀具有效

申請號：	202010675966.0	申請日：	2020-07-14
公開（公告）號：	CN111826652B	公開（公告）日：	2021-06-22
發明（設計）人：	王兵;劉戰強;梁曉亮;任小平;蔡玉奎;馬海峰;宋清華;陳龍	申請（專利權）人：	山東大學
主分類號：	C23C26/00	分類號：	C23C26/00
代理公司：	濟南圣達知識產權代理有限公司 37221	代理人：	武博
地址：	250061 山東***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種利用切削法制摩擦系數涂層刀具方法
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【說明書】：

本發明公開了一種利用預切削法制備低摩擦系數涂層刀具的方法及刀具，其技術方案為：利用刀具對至少兩種低摩擦系數涂層材料的預切削工件進行逐次預切削，使低摩擦系數涂層材料涂覆于刀具表面，并在刀具表面形成復合低摩擦系數涂層。本發明利用刀具對低摩擦系數涂層材料進行預切削，從而得到低摩擦系數涂層刀具，工藝簡單，無需復雜設備支持，成本低。

技術領域

本發明涉及切削刀具涂層技術領域，尤其涉及一種利用預切削法制備低摩擦系數涂層刀具的方法及刀具。

背景技術

隨著材料科學和高端裝備制造業的持續發展，具有高強度、高硬度等優異性能或高脆性新材料不斷涌現并發揮出重要作用，為裝備材料與零件及整機的服役性能和工作可靠性提供了保障。然而，材料性能與其切削加工性往往呈現互斥矛盾關系，即高性能材料往往難加工，所以難加工材料及零件一直面臨加工效率低、加工質量差等技術瓶頸，為切削加工領域提出了嚴峻的挑戰。先進刀具技術是實現難加工材料高質高效切削的有效技術手段。

低摩擦系數涂層可減小刀具與工件材料的粘結、減輕摩擦磨損、降低切削力和切削溫度。雖然超硬涂層刀具技術相對成熟，但諸如航空航天領域使用的高強度鋁合金、鈦合金或貴金屬材料等因被加工材料與涂層之間的擴散并不適合用超硬涂層刀具加工，仍主要使用無涂層的硬質合金刀具；此外，對于航空發動機中廣泛使用的高溫合金，因其加工硬化嚴重，使用超硬涂層刀具的加工效果同樣不甚理想，而低摩擦系數涂層刀具的開發則可較好地解決上述材料的加工問題。

刀具低摩擦系數涂層在切削條件下具有優良的摩擦學特性，如摩擦系數低、承載極限高、高溫下化學穩定性好、物性變化小、能適應較寬的工作溫度范圍和摩擦副運動速度范圍，適于在高溫、高速和大載荷等特殊環境條件下使用。與超硬涂層刀具制備技術相似，低摩擦系數涂層刀具的制備技術主要包括物理氣相沉積法和化學氣相沉積法，所需設備和技術操作要求較高，工藝過程復雜，成本較高，導致后續的零件加工制造成本較高。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種利用預切削法制備低摩擦系數涂層刀具的方法及刀具，利用刀具對低摩擦系數涂層材料進行預切削，從而得到低摩擦系數涂層刀具，工藝簡單，無需復雜設備支持，成本低。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

第一方面，本發明的實施例提供了一種利用預切削法制備低摩擦系數涂層刀具的方法，利用刀具對至少兩種低摩擦系數涂層材料的預切削工件進行逐次預切削，使低摩擦系數涂層材料涂覆于刀具表面，并在刀具表面形成復合低摩擦系數涂層。

作為進一步的實現方式，選用硅鋁合金和球墨鑄鐵作為低摩擦系數涂層材料。

作為進一步的實現方式，先用刀具對硅鋁合金進行預切削，之后對球墨鑄鐵進行預切削。

作為進一步的實現方式，刀具每次預切削的時間為2～3s。

作為進一步的實現方式，刀具采用干切削方式加工低摩擦系數涂層材料。

作為進一步的實現方式，預切削兩種低摩擦系數涂層材料時，均采用高速、小進給和大切深的切削用量。

作為進一步的實現方式，利用X射線能量色散譜或X射線光電子能譜測試刀具與預切削工件接觸區域的涂層材料粘附及均勻分布情況。

作為進一步的實現方式，或者利用刀具對一種低摩擦系數涂層材料進行預切削，形成單一低摩擦系數涂層刀具。

第二方面，本發明實施例還提供了一種低摩擦系數涂層刀具，采用所述的利用預切削法制備低摩擦系數涂層刀具的方法制成。