[發明專利]具有尖角效應的梯度結構涂層硬質合金刀具及其制備方法

在審

• 申請號: 202310058452.4
• 申請日: 2023-01-17
• 公開（公告）號: CN116079058A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 鐘志強;薛彥;唐彥淵;鐘遠;張帥;徐國鉆;陳邦明
• 申請（專利權）人: 崇義章源鎢業股份有限公司
• 主分類號: B22F5/00
• 分類號: B22F5/00;B22F3/02;B22F3/10;B22F3/24;C23C16/44
• 代理公司: 深圳峰誠志合知識產權代理有限公司 44525
• 代理人: 張騰

1.一種具有尖角效應梯度結構涂層硬質合金刀具，其特征在于，包括：

由硬質合金形成的刀具基體以及形成在所述基體上的涂層；

所述刀具基體具有表層區以及位于所述表層區遠離所述涂層一側的均質區；所述表層區具有脫β層的同時又在刀尖處保留了β相。

2.根據權利要求1所述的刀具，其特征在于，硬質合金包括硬質相和粘結相，基于所述硬質合金的總質量，所述粘結相的質量分數為4.5～20wt％，所述硬質相的質量分數為80～95.5wt％。

3.根據權利要求2所述的刀具，其特征在于，所述硬質合金的硬質相包括碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭、碳化鈮或其復合碳化物的至少之一；所述硬質合金的粘結相含有Co，以及任選的Fe、Ni。

4.根據權利要求2所述的刀具，其特征在于，所述的硬質相的粒度范圍為0.1～10μm。

5.一種權利要求1-4任一項所述刀具的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.在壓制模具的模體和沖頭的刀尖壓制處設置預制槽；

S2.將硬質合金原料、表層脫β層的誘導劑、成型劑進行球磨，干燥后壓制成型得到壓坯；

S3.將所述壓坯置于真空氣氛下，升溫以脫除所述成型劑；

S4.將脫除成型劑的壓坯在微壓氮氣氣氛下進行燒結，獲得刀具毛坯；

S5.對刀具毛坯進行噴砂處理得到刀具基體；

S6.對所述刀具基體清洗后，進行化學氣相沉積，獲得涂層硬質合金刀具；

S7.將所述涂層硬質合金刀具進行噴砂處理，獲得具有尖角效應梯度結構的涂層硬質合金刀具。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，預制槽截面尺寸為0.025～0.035mm×0.015～0.025mm，預制槽深度為2.8～3.2mm。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述壓制模具包括芯桿、模體、頂出器、沖頭及外套。

8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，表層脫β層的誘導劑為TiCN，且所述的TiCN中C和N比例為8:2～5:5，表層脫β層的誘導劑的質量為硬質合金原料質量的0.5～0.7％。

9.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中，所述燒結工藝為：

第一燒結保溫階段：待燒結溫度升至1200～1250℃時，通入50～200mbar的惰性氣體，在惰性氣氛下進行升溫燒結，升溫速率為2～5℃/min；

第二燒結低壓保溫階段：待燒結溫度升至1400～1470℃時，爐內壓力降至30～100mbar，在所述惰性氣氛下保溫燒結30～50min；

第三燒結低壓保溫階段：保持所述燒結溫度為1400～1470℃，在真空氣氛下進行保溫燒結，燒結時間為30～60min；

第四燒結高壓保溫階段：保持所述燒結溫度為1400～1470℃，在高壓氬氣氣氛下進行保溫燒結，燒結時間為30～90min，燒結壓力為2～10MPa；

第一冷卻階段：在氬氣氣氛下將所述壓坯冷卻至1150～1250℃；

第二冷卻階段：通入高壓氬氣，在高壓氬氣氣氛下將所述壓坯冷卻至室溫。

10.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S7中，噴砂介質為180～220目的剛玉，噴砂壓力為0.3～0.4MPa。