纳米金刚石涂层面铣刀制造技术

本实用新型专利技术提供一种纳米金刚石涂层面铣刀，它包括缺角设置的正多边形硬质合金刀具主体和焊接于所述硬质合金刀具主体各缺角处的聚晶金刚石，所述硬质合金刀具主体的表面和所述聚晶金刚石的表面设有纳米金刚石涂层，厚度为5‑10μm，颗粒尺寸在50‑500nm，表面粗糙度在100‑400nm。该纳米金刚石涂层面铣刀具有设计科学、耐磨损、表面光滑、精度高、寿命长的优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种刀具，具体的说，涉及了一种纳米金刚石涂层面铣刀。
技术介绍
航空技术的不断发展，对材料的要求也越来越高，如质量轻、强度高、刚度好、耐高低温、耐腐蚀等特点。其中轻质材料主要有铝合金、钛合金以及碳纤维复合材料等，由于其耐高温、比重小以及比强度高等优良特性，在航空航天领域的需求量越来越多。而一般材质的面铣刀具很难满足以上材料精加工以及寿命长的要求，因此需要一种在机加工中精度高、耐磨损、表面光滑、使用寿命长的刀具进行平面铣削。为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、耐磨损、表面光滑、精度高、寿命长的纳米金刚石涂层面铣刀。为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种纳米金刚石涂层面铣刀，包括缺角设置的正多边形硬质合金刀具主体和焊接于所述硬质合金刀具主体各缺角处的聚晶金刚石，所述硬质合金刀具主体的表面和所述聚晶金刚石的表面设有纳米金刚石涂层。基上所述，所述纳米金刚石涂层的厚度为5-10μm。基上所述，所述纳米金刚石涂层的颗粒尺寸在50-500nm。基上所述，所述纳米金刚石涂层的表面粗糙度在100-400nm。基上所述，所述纳米金刚石涂层面铣刀为正方形或正六边形。本技术相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本技术在硬质合金刀具主体上焊接聚晶金刚石作为基体，采用化学气相沉积工艺沉积纳米金刚石涂层，利用纳米金刚石的特性提高面铣刀性能，纳米金刚石涂层刀具兼具有金刚石的硬度和纳米材料的特性，在结构上主要以SP3杂化键连接而成的某种网状结构，保证了在铣削过程中的精度，适用于铝合金、钛合金以及碳纤维复合材料等航空用材料，十分适合精加工领域。使用该纳米金刚石涂层面铣刀切削航空轻质材料，一方面能够减少在铣削航空轻质材料过程中的磨损，延长刀具的使用寿命；另一方面能够增加铣削精度，降低材料表面粗糙度。整个铣削过程中，材料内部无破损，并且精加工过程一次完成，既保证加工质量，又能降低加工时间、降低生产成本。其具有设计科学、耐磨损、表面光滑、精度高、寿命长的优点。附图说明图1是本技术实施例1中正方形纳米金刚石涂层面铣刀涂层前的结构示意图。图2是本技术实施例1中正方形纳米金刚石涂层面铣刀涂层后的结构示意图。图3是本技术实施例2中正六边形纳米金刚石涂层面铣刀涂层前的结构示意图。图4是本技术实施例2中正六边形纳米金刚石涂层面铣刀涂层后的结构示意图。图中，11. 正方形硬质合金刀具主体；12. 聚晶金刚石；13. 纳米金刚石涂层；21. 正六边形硬质合金刀具主体；22. 聚晶金刚石；23. 纳米金刚石涂层。具体实施方式下面通过具体实施方式，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。实施例1如图1和图2所示，一种纳米金刚石涂层面铣刀，包括缺角设置的正方形硬质合金刀具主体11和焊接于所述正方形硬质合金刀具主体11各缺角处的聚晶金刚石12，所述正方形硬质合金刀具主体11的表面和所述聚晶金刚石12的表面设有纳米金刚石涂层13。所述纳米金刚石涂层13的厚度为5-10μm，所述纳米金刚石涂层13的颗粒尺寸在50-500nm，所述纳米金刚石涂层13的表面粗糙度在100-400nm。具体成型时，正方形硬质合金刀具主体11和焊接的聚晶金刚石12作为基体，需要进行酸洗处理，采用的酸溶液为10ml 98%H2SO4+100ml H2O2，酸洗时间为5—20min，经过酸洗刻蚀掉硬质合金表面钴元素，进而增加金刚石形核率，而且基体使用的是焊接聚晶金刚石，促进金刚石颗粒在基体上的生长，增加结合力进而增加使用寿命。酸洗处理后，采用热丝化学气相沉积工艺，热丝温度在1800—2000℃，基体表面温度在700—850℃，气氛比例为：H2（70%—99%）、CH4（2%—0.5%）、N2（0—25%），在生长过程中，加入适量的氮气，有助于C2基团的形成，抑制了金刚石颗粒的长大，促进二次形核率，生长出颗粒尺寸具有50—500nm，表面粗糙度在100—400nm的纳米金刚石涂层。实施例2如图3和图4所示，所述纳米金刚石涂层面铣刀为正六边形，包括缺角的正六边形硬质合金刀具主体21和焊接于所述正六边形硬质合金刀具主体21各缺角处的聚晶金刚石22，所述正六边形硬质合金刀具主体21的表面和所述聚晶金刚石22的表面设有纳米金刚石涂层23。根据不同的使用场景，选配适用不同型号的刀具。最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本技术的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本技术技术方案的精神，其均应涵盖在本技术请求保护的技术方案范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米金刚石涂层面铣刀，其特征在于：它包括缺角设置的正多边形硬质合金刀具主体和焊接于所述硬质合金刀具主体各缺角处的聚晶金刚石，所述硬质合金刀具主体的表面和所述聚晶金刚石的表面设有纳米金刚石涂层。

【技术特征摘要】
1.一种纳米金刚石涂层面铣刀，其特征在于：它包括缺角设置的正多边形硬质合金刀具主体和焊接于所述硬质合金刀具主体各缺角处的聚晶金刚石，所述硬质合金刀具主体的表面和所述聚晶金刚石的表面设有纳米金刚石涂层。2.根据权利要求1所述的纳米金刚石涂层面铣刀，其特征在于：所述纳米金刚石涂层的厚度为5-10μm。3.根据权利要求1或2所述的纳米金刚石涂层面铣刀，其特征在于：所述纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：许立，
申请(专利权)人：富耐克超硬材料股份有限公司，
类型：新型
国别省市：河南;41