一种带涂层的合金刀轴制造技术

本发明专利技术公开了一种带涂层的合金刀轴，包括刀轴本体和涂覆在所述刀轴本体表面的涂层，所述涂层包括从内到外涂覆于刀轴本体表面的过渡层、耐磨层和润滑层；所述耐磨层的硬度大于所述过渡层的硬度，所述过渡层的硬度大于所述润滑层的硬度。所述带涂层的合金刀轴具有自润滑功能，结构简单，能够有效减小与刀轮之间的摩擦，提高合金刀轴的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种带涂层的合金刀轴
本专利技术涉及金属加工设备
，尤其涉及一种带涂层的合金刀轴。
技术介绍
通常，用于切割玻璃的刀具包括刀具主体和刀头，刀头包括刀轮和刀轴，刀轴通过刀轮的内孔安装在刀轮上。切割玻璃时，刀轴与刀轮相互配合，由于两者硬度较高，刀轮转动切割玻璃时与刀轴之间会产生摩擦。而摩擦的产生会使得刀轮与刀轴发生物理形变，进而会影响玻璃切割的品质，也会损害刀轮与刀轴的寿命。为了减少摩擦，通常是在刀轴与刀轮之间直接添加润滑剂，虽然可以提高切割品质和使用寿命，但是润滑剂会污染玻璃，使得生产过程中增加清洗的工序，提高生产成本，同时也增加了多余的工序，降低了生产效率。因此，减少刀轮与刀轴之间的摩擦在实际生产过程中具有重要的意义和应用价值。
技术实现思路
本专利技术提供了一种带涂层的合金刀轴，通过涂层结构使得合金刀轴自带润滑功能，以解决刀轴与刀轮之间存在摩擦的问题。本专利技术的技术方案如下：一种带涂层的合金刀轴，包括刀轴本体和涂覆在所述刀轴本体表面的涂层，所述涂层包括从内到外涂覆于刀轴本体表面的过渡层、耐磨层和润滑层；所述耐磨层的硬度大于所述过渡层的硬度，所述过渡层的硬度大于所述润滑层的硬度。可选的，所述过渡层包括从内到外依次涂覆在所述刀轴本体表面的钛层和钛氮化合物层，其中，所述钛氮化合物层的硬度大于所述钛层的硬度；所述耐磨层包括钛硅氮化合物或钛碳氮化合物；所述润滑层包括从内到外依次涂覆在所述耐磨层表面的锆金属层和二硫化钼层。可选的，所述过渡层包括从内到外依次涂覆在所述刀轴本体表面的钛层和钛氮化合物层，其中，所述钛氮化合物层的硬度大于所述钛层的硬度；所述耐磨层包括钛硅氮化合物和钛碳氮化合物；所述润滑层包括从内到外依次涂覆在所述耐磨层表面的锆金属层和二硫化钼层。可选的，所述涂层的厚度为2.3-3.06um，其中，所述过渡层的厚度为0.2-0.24um，所述耐磨层的厚度为1.0-1.5um，所述润滑层的厚度为1.1-1.32um。可选的，所述涂层厚度范围是2.5um，其中，所述过渡层的厚度范围是0.2um，所述耐磨层的厚度范围是1.1um，所述润滑层的厚度范围是1.2um。可选的，所述过渡层的钛层厚度范围是0.1um-0.12um，所述钛氮化合物层的厚度范围是0.1-0.12um。可选的，所述润滑层的锆金属层厚度范围是0.1-0.12um，所述二硫化钼层的厚度范围是1.0-1.2um。本专利技术还包括一种切割玻璃的刀头，其特征在于：包括刀轮与权利要求1-7任一项所述的合金刀轴，所述刀轮设有内孔，刀轮套接安装在所述合金刀轴上。本专利技术通过在合金刀轴的刀轴本体外表面上涂覆涂层，所述涂层包括过渡层、耐磨层和润滑层，所述涂层能够在合金刀轴与刀轮内孔之间形成润滑膜，实现合金刀轴自润滑的技术效果，不需要添加其他润滑剂，提高了刀轮与刀轴的使用寿命，保证了刀轮的切割合格率，降低了生产成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的合金刀轴的涂层结构示意图；图2为本专利技术的合金刀轴的侧视图；图3为图2的A-A线剖面结构示意图。图示说明：1-刀轴本体；2-涂层；3-过渡层；4-耐磨层；5-润滑层；31-钛金属层；32-钛氮化合物层；51-锆金属层；52-二硫化钼层。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。通常，用于切割玻璃的刀具包括刀具主体和刀头，所述刀头包括刀轮与刀轴，刀轮上设有内孔，刀轮通过所述内孔套接安装在刀轴上。具体应用中，所述刀轴材质为硬质合金，所述合金刀轴通常直径在0.8-2mm，长度在2.5-6.0mm，尺寸较小。刀具工作时，刀轮内孔与刀轴之间会存在摩擦，损害刀轮与刀轴的使用寿命。为了减小刀轮与刀轴之间的摩擦，本专利技术提供一种带涂层的合金刀轴，所述合金刀轴具有自润滑的功能。参见图1至图3所示实施例，所述带涂层的合金刀轴包括刀轴本体1和涂覆在所述刀轴本体1表面的涂层2。以所述刀轴本体1为最内侧，所述涂层2包括从内到外涂覆于刀轴本体1表面的过渡层3、耐磨层4和润滑层5。所述涂层可以涂覆在刀轴本体1的全部表面，也可以涂覆在刀轴与刀轮相接触的界面。其中，所述耐磨层4的硬度大于过渡层3的硬度，所述过渡层3的硬度大于所述润滑层5的硬度。添加的涂层2能够降低所述合金刀轴与所述刀轮之间的摩擦，并且无需添加其他的润滑剂，使得刀轮切割后的产品不会沾上润滑剂，免去了后续的清洗步骤，节约了成本。受合金刀轴结构限制，要求所述涂层2的厚度尽可能薄，同时达到改善刀轴耐磨性能和切割品质的要求。本专利技术中的刀轴本体表面的涂层2总厚度范围是2.3-3.06um。如图1所示，所述过渡层3包括钛层31和钛氮化合物层32，其中，所述钛氮化合物层32的硬度大于所述钛层31的硬度。所述过渡层3的设置方式有两种，第一种是所述钛层31与钛氮化合物层32依次涂覆在所述刀轴本体1表面，第二种是钛氮化合物层32与钛层31依次涂覆在所述刀轴本体1表面。其中，优选方式为第一种，由于钛的润湿性较好，与刀轴本体1接触时能够有效降低结合界面的表面能。而钛氮化合物能够将硅元素和碳元素与纯金属钛及刀轴本体1隔离，防止生成硅化物及碳化物等有害化合物。钛-钛氮化合物组成过渡层3，可以避免涂层2与刀轴本体1结合界面的硅化物及碳化物的生成，同时能够降低涂层2的残余热应力，避免残余应力过大而导致所述涂层2从刀轴本体1上裂开甚至剥落，使得涂层-基体复合体系更为稳定。具体的，所述过渡层3的厚度范围是0.2-0.24um，其中所述钛层31的厚度范围是0.1um-0.12um，所述钛氮化合物层32的厚度范围是0.1-0.12um，优选的，当过渡层3厚度为0.2um时，即钛层31与钛氮化合物层32的厚度均为0.1um时，所述过渡层3的综合性能最佳。当过渡层3过厚时，会降低涂层2与刀轴本体1结合的稳定程度，进而导致涂层2的性能下降，使用寿命也会减少。参见图1，所述耐磨层4涂覆在过渡层3的外表面，耐磨层4的组成材料可以是钛硅氮化合物或者钛碳氮化合物两者中的单独一种，也可以将上述两种化合物以任意比例混合组成。所述耐磨层4需要确保所述合金刀轴具有高的硬度和耐磨性，同时考虑到合金刀轴在使用时处于低速轻载荷的状态，而所述钛硅氮化合物和钛碳氮化合物均具有高硬度与高耐磨的属性，能够满足相应的要求。所述耐磨层4的厚度是根据刀轮的切割合格率和寿命共同决定的，将所述合金刀轴的涂层2中的耐磨层4设置为不同的厚度，再进行切割实验，发现当耐磨层4的厚度大于1.5um时，所述合金刀轴的寿命虽然有所增加，但在使用过程中会偶尔出现合格率偏低的现象，经过检测发现涂层2上有小块的剥落，导致涂层2的性能下降。综合考虑，所述耐磨层4的厚度范围设置为1.0-1.5um，优选的，当耐磨层4的厚度取1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带涂层的合金刀轴，包括刀轴本体(1)和涂覆在所述刀轴本体(1)表面的涂层(2)，其特征在于：所述涂层(2)包括从内到外涂覆于刀轴本体(1)表面的过渡层(3)、耐磨层(4)和润滑层(5)；所述耐磨层(4)的硬度大于所述过渡层(3)的硬度，所述过渡层(3)的硬度大于所述润滑层(5)的硬度。

【技术特征摘要】
1.一种带涂层的合金刀轴，包括刀轴本体(1)和涂覆在所述刀轴本体(1)表面的涂层(2)，其特征在于：所述涂层(2)包括从内到外涂覆于刀轴本体(1)表面的过渡层(3)、耐磨层(4)和润滑层(5)；所述耐磨层(4)的硬度大于所述过渡层(3)的硬度，所述过渡层(3)的硬度大于所述润滑层(5)的硬度。2.根据权利要求1所述的带涂层的合金刀轴，其特征在于：所述过渡层(3)包括从内到外依次涂覆在所述刀轴本体(1)表面的钛层(31)和钛氮化合物层(32)，其中，所述钛氮化合物层(32)的硬度大于所述钛层(31)的硬度；所述耐磨层(4)包括钛硅氮化合物或钛碳氮化合物；所述润滑层(5)包括从内到外依次涂覆在所述耐磨层(4)表面的锆金属层(51)和二硫化钼层(52)。3.根据权利要求1所述的带涂层的合金刀轴，其特征在于：所述过渡层(3)包括从内到外依次涂覆在所述刀轴本体(1)表面的钛层(31)和钛氮化合物层(32)，其中，所述钛氮化合物层(32)的硬度大于所述钛层(31)的硬度；所述耐磨层(4)包括钛硅氮化合物和钛碳氮化合物；所述润滑层(5)包括从内到外依次涂覆在所述耐磨层(4)表面的锆...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐文林，
申请(专利权)人：北京沃尔德金刚石工具股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11