涂层刀具的制备及涂层表面处理方法和涂层刀具技术

本发明专利技术提供了一种涂层刀具的制备及涂层表面处理方法和涂层刀具。其中，涂层刀具的制备及涂层表面处理方法包括如下步骤：步骤S10，利用多弧离子镀膜机将涂层沉积在基材上；步骤S20，控制多弧离子镀膜机的炉腔处于真空状态，对涂层的表面进行刻蚀处理，以降低涂层表面的表面粗糙度。本发明专利技术的技术方案解决了现有技术中的涂层刀具的制备及涂层表面处理方法的生产成本高和生产效率低的问题。

Preparation of Coated Cutting Tools, Coating Surface Treatment Method and Coating Cutting Tools

【技术实现步骤摘要】
涂层刀具的制备及涂层表面处理方法和涂层刀具
本专利技术涉及切削刀具
，具体而言，涉及一种涂层刀具的制备及涂层表面处理方法和涂层刀具。
技术介绍
随着加工制造业的快速发展以及工业需求的扩大，出现了一些难以加工的新材料，使得加工企业对切削刀具的要求越来越高。涂层刀具因其具有良好的机械加工性能和低廉的价格，被广泛应用在机械加工中。相关技术中利用多弧离子镀膜机将涂层沉积在基材上得到涂层刀具，但这样生产得到的涂层刀具的涂层表面的粗糙度较大，光泽度较差。为了解决这一技术问题，现有技术通常采用增加后处理设备，将涂层刀具由多弧离子镀膜机中取出后对其进行后处理，从而提升涂层刀具的表面质量。但上述涂层刀具的制备及涂层表面处理方法存在导致涂层刀具的生产成本增加、降低涂层刀具生产效率的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种涂层刀具的制备及涂层表面处理方法和涂层刀具，以解决现有技术中的涂层刀具的制备及涂层表面处理方法的生产成本高和生产效率低的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种涂层刀具的制备及涂层表面处理方法，包括如下步骤：步骤S10，利用多弧离子镀膜机将涂层沉积在基材上；步骤S20，控制多弧离子镀膜机的炉腔处于真空状态，对涂层的表面进行刻蚀处理，以降低涂层表面的表面粗糙度。进一步地，在步骤S20中，控制多弧离子镀膜机的炉腔处于真空状态，向炉腔内通入预定流量的Ar，在预定偏压的条件下对Ar进行电离，电离产生的Ar+对涂层的表面进行刻蚀处理，以降低涂层表面的表面粗糙度。进一步地，在步骤S20中，对炉腔进行抽真空处理并使炉腔内的真空度为1.33Pa～3.99Pa；向炉腔内通入Ar的流量为80ml/min～150ml/min，在偏压为400V～600V的条件下对Ar进行电离，电离产生的Ar+对涂层的表面进行刻蚀处理。进一步地，步骤S10包括如下步骤：步骤S11，安装Cr靶材和/或Ti靶材，通入Ar，在基材上沉积Cr涂层和/或Ti涂层；步骤S12，安装TiAl靶材，通入N2，在基材上沉积AlTiN涂层；步骤S13，安装含有Er的SiTi靶材，通入N2，在基材上沉积TiSiErN涂层；步骤S14，安装Cr靶材和/或Ti靶材，通入N2，在基材上沉积CrN涂层和/或TiN涂层。进一步地，控制沉积温度为400℃～550℃；在步骤S11中，控制涂层偏压为600V～1000V，控制电弧电流为50A～100A，通入Ar的流量为40ml/min～90ml/min，沉积时间为15min～25min，沉积的Cr涂层和/或Ti涂层的厚度为0.02μm～0.05μm；在步骤S12中，TiAl靶材的质量分数比为Ti：Al＝40/60，控制涂层偏压为30V～50V，通入N2的流量为80ml/min～120ml/min，控制炉腔内压强为1Pa～5Pa，控制电弧电流为100A～150A，沉积的AlTiN涂层的厚度为0.2μm～0.4μm；在步骤S13中，安装含有0.5wt％Er～3wt％Er的SiTi靶材，且SiTi靶材的质量分数比为Si：Ti＝20/80，控制涂层偏压为30V～50V，通入N2的流量为80ml/min～120ml/min，控制炉腔内压强为1Pa～5Pa，控制电弧电流为100A～150A，沉积的TiSiErN涂层的厚度为0.4μm～1μm；在步骤S14中，控制涂层偏压为30V～50V，通入N2的流量为80ml/min～120ml/min，控制炉腔内压强为1Pa～5Pa，控制电弧电流为100A～150A，沉积的CrN涂层和/或TiN涂层的厚度为0.2μm～0.4μm。根据本专利技术的另一方面，提供了一种涂层刀具，涂层刀具利用上述的涂层刀具的制备及涂层表面处理方法制备而成，涂层刀具包括：基材；硬涂层，硬涂层设置在基材上，硬涂层由具有Er元素的材料制成。进一步地，硬涂层为AlTiErN涂层和/或TiSiErN涂层。进一步地，沿远离基体表面的方向，涂层刀具还包括：设置在基材和硬涂层之间的过渡涂层，以及设置在硬涂层的远离过渡涂层一侧的润滑涂层；硬涂层包括两层子硬涂层，靠近过渡涂层的子硬涂层为AlTiN涂层，靠近润滑涂层的子硬涂层为TiSiErN涂层。进一步地，AlTiN涂层的涂层厚度为0.2μm～0.4μm，TiSiErN涂层的厚度为0.4μm～1μm。进一步地，过渡涂层的厚度为0.02μm～0.05μm，润滑涂层的厚度为0.2μm～0.4μm。应用本申请的技术方案，提供了一种新的涂层刀具的制备及涂层表面处理方法，在利用多弧离子镀膜机将涂层沉积在基材上之后，不将沉积涂层的基材由多弧离子镀膜机中取出，而是直接利用多弧离子镀膜机对附着在基材上的涂层的表面进行刻蚀，解决了多弧离子镀膜机沉积形成的涂层表面存在液滴现象的问题，从而得到涂层表面质量较好和表面粗糙度较小的涂层刀具，由于不需要增加后处理装置，能够降低涂层刀具的生产成本，由于不需要将涂层刀具取出进行后处理，能够提升涂层刀具的生产效率。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术的一种可选实施例的涂层刀具的结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、基材；20、复合涂层；21、过渡涂层；22、硬涂层；221、子硬涂层；23、润滑涂层。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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。为了解决现有技术中的涂层刀具的制备及涂层表面处理方法的生产成本高和生产效率低的问题，本专利技术提供了一种涂层刀具的制备及涂层表面处理方法和涂层刀具。如图1所示，涂层刀具包括基材10和沉积在基材10上的涂层。本申请提供了一种涂层刀具的制备及涂层表面处理方法，包括如下步骤：步骤S10，利用多弧离子镀膜机将涂层沉积在基材10上；步骤S20，控制多弧离子镀膜机的炉腔处于真空状态，对涂层的表面进行刻蚀处理，以降低涂层表面的表面粗糙度。应用本申请的技术方案，提供了一种新的涂层刀具的制备及涂层表面处理方法，在利用多弧离子镀膜机将涂层沉积在基材上之后，不将沉积涂层的基材由多弧离子镀膜机中取出，而是直接利用多弧离子镀膜机对附着在基材上的涂层的表面进行刻蚀，解决了多弧离子镀膜机沉积形成的涂层表面存在液滴现象的问题，从而得到涂层表面质量较好和表面粗糙度较小的涂层刀具，由于不需要增加后处理装置，能够降低涂层刀具的生产成本，由于不需要将涂层刀具取出进行后处理，能够提升涂层刀具的生产效率。可选地，在步骤S20中，控制多弧离子镀膜机的炉腔处于真空状态，向炉腔内通入预定流量的惰性气体，在预定偏压的条件下对该惰性气体进行电离，电离产生的离子对涂层的表面进行刻蚀处理，以降低涂层表面的表面粗糙度。由于惰性气体性能比较稳定，不会与涂层材料发生反应，也不会生成杂质相，从而保证了涂层成分的稳定，同时气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂层刀具的制备及涂层表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S10，利用多弧离子镀膜机将涂层沉积在基材(10)上；步骤S20，控制所述多弧离子镀膜机的炉腔处于真空状态，对所述涂层的表面进行刻蚀处理，以降低所述涂层表面的表面粗糙度。

【技术特征摘要】
1.一种涂层刀具的制备及涂层表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S10，利用多弧离子镀膜机将涂层沉积在基材(10)上；步骤S20，控制所述多弧离子镀膜机的炉腔处于真空状态，对所述涂层的表面进行刻蚀处理，以降低所述涂层表面的表面粗糙度。2.根据权利要求1所述的涂层刀具的制备及涂层表面处理方法，其特征在于，在所述步骤S20中，控制所述多弧离子镀膜机的炉腔处于真空状态，向所述炉腔内通入预定流量的Ar，在预定偏压的条件下对Ar进行电离，电离产生的Ar+对所述涂层的表面进行刻蚀处理，以降低所述涂层表面的表面粗糙度。3.根据权利要求2所述的涂层刀具的制备及涂层表面处理方法，其特征在于，在所述步骤S20中，对所述炉腔进行抽真空处理并使所述炉腔内的真空度为1.33Pa～3.99Pa；向所述炉腔内通入Ar的流量为80ml/min～150ml/min，在偏压为400V～600V的条件下对Ar进行电离，电离产生的Ar+对所述涂层的表面进行刻蚀处理。4.根据权利要求1至3中任一项所述的涂层刀具的制备及涂层表面处理方法，其特征在于，所述步骤S10包括如下步骤：步骤S11，安装Cr靶材和/或Ti靶材，通入Ar，在所述基材(10)上沉积Cr涂层和/或Ti涂层；步骤S12，安装TiAl靶材，通入N2，在所述基材(10)上沉积AlTiN涂层；步骤S13，安装含有Er的SiTi靶材，通入N2，在所述基材(10)上沉积TiSiErN涂层；步骤S14，安装Cr靶材和/或Ti靶材，通入N2，在所述基材(10)上沉积CrN涂层和/或TiN涂层。5.根据权利要求4所述的涂层刀具的制备及涂层表面处理方法，其特征在于，控制沉积温度为400℃～550℃；在所述步骤S11中，控制涂层偏压为600V～1000V，控制电弧电流为50A～100A，通入Ar的流量为40ml/min～90ml/min，沉积时间为15min～25min，沉积的所述Cr涂层和/或所述Ti涂层的厚度为0.02μm～0.05μm；在所述步骤S12中，TiAl靶材的质量分数比为Ti：Al＝40/60，控制涂层偏压为30V～50V，通入N2的流量为80ml/mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉强，谭秋虹，
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