The invention relates to the field of superhard materials, in particular to a composite coated cutting tool and a manufacturing method thereof. The invention comprises a base material and composite coating on the blade, the composite coating from the inside to the outside in the tin layer, carbon titanium nitride layer, middle layer and alumina layer, the outer layer, using CVD (chemical vapor deposition) coating tool manufacturing. Compared with the single coating of the invention, which has higher bonding strength between the coating and the substrate, can effectively reduce the cutting friction, reduce cutting force and cutting temperature, reduce tool wear, inhibit thermal cracks, effectively prevent coating flaking; coating tool can solve the contradiction between the strength and toughness of the tool, greatly to improve the durability of the tool and cutting speed.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超硬材料领域,具体为复合涂层刀具及其制造方法。
技术介绍
在切削加工中,刀具性能对切削加工的效率、精度、表面质量有着决定性的影响。刀具性能的两个关键指标——硬度和强度(韧性)之间似乎总是存在着矛盾,硬度高的材料往往强度和韧性低,而要提高韧性往往是以硬度的下降为代价的。在较软的刀具基体上涂覆一层或多层硬度高、耐磨性好的金属或非金属化合物薄膜(如TiC、TiN、Al2O3,等)组成的涂层刀具,较好的解决了刀具存在的强度和韧性之间的矛盾,是切削刀具发展的一次革命。涂层刀具是近20年来发展最快的新型刀具。目前工业发达国家涂层刀具已占80%以上,CNC机床上所用的切削刀具90%以上是涂层刀具。涂层刀具结合了基体高强度、高韧性和涂层高硬度、高耐磨性的优点,提高了刀具的耐磨性而不降低其韧性。涂层刀具通用性广,加工范围显著扩大,使用涂层刀具可以获得明显的经济效益。一种涂层刀具可以代替数种非涂层刀具使用,因而可以大大减少刀具的品种和库存量,简化刀具管理,降低刀具和设备成本。但是刀具在现有的涂层工艺进行涂层后,因基体材料和涂层材料性质差别较大,涂层残留内应力大,涂层和基体之间的界面结合强度低,涂层易剥落,而且涂层过程中还造成基体强度下降、涂层刀片重磨性差、涂层设备复杂、昂贵、工艺要求高、涂层时间长、刀具成本上升等缺点。常用的涂层材料有碳化物、氮化物、碳氮化物、氧化物、硼化物、硅化物、金刚石及复合涂层八大类数十个品种。根据化学键的特征,可将这些涂层材料分成金属键型、共价键型和离子键型。金属键型涂层材料(如TiB2、TiC、 ...
【技术保护点】
复合涂层刀具,其包括,刀体(1),基础物质(2),复合涂层(3),其特征在于,在刀体(1)上设置有基础物质(2)和复合涂层(3);复合涂层(3)包括,锡层(4),碳氮化钛层(5),中间层(6),氧化铝层(7),最外层(8),复合涂层从里到外依次为锡层(4)、碳氮化钛层(5)、中间层(6)、氧化铝层(7)、最外层(8),所述复合涂层(3)采用电镀、浸镀及化学气相沉积法(CVD)将锡层(4)、碳氮化钛层(5)、中间层(6)、氧化铝层(7)、最外层(8)以次设置到基础物质(2)上。
【技术特征摘要】
1.复合涂层刀具,其包括,刀体(1),基础物质(2),复合涂层(3),其特征在于,在刀体(1)上设置有基础物质(2)和复合涂层(3);复合涂层(3)包括,锡层(4),碳氮化钛层(5),中间层(6),氧化铝层(7),最外层(8),复合涂层从里到外依次为锡层(4)、碳氮化钛层(5)、中间层(6)、氧化铝层(7)、最外层(8),所述复合涂层(3)采用电镀、浸镀及化学气相沉积法(CVD)将锡层(4)、碳氮化钛层(5)、中间层(6)、氧化铝层(7)、最外层(8)以次设置到基础物质(2)上。
2.根据权利要求1所述的复合涂层刀具,其特征在于,所述基础物质(2)为金属碳化物硬质合金,使用金属粉、碳粉加入10:1比例的无机物质粉末制成工具形状,并对工作表面进行抛光和珩磨。
3.根据权利要求1所述的复合涂层刀具,其特征在于,所述锡层(4)的厚度是0.4-0.5微米;所述中间层(6)的厚度为0.03-0.08微米;所述氧化铝层(7)的厚度为0.3-0.7微米;所述最外层(8)的厚度为0.01-0.1微米。
4.根据权利要求1所述的复合涂层刀具的制造方法,其特征在于,所述复合涂层刀具的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:对刀具基体进行超声清洗,并对刀具基体进行辉光放电清洗和离子清洗,加入基础物质(2),使刀体(1)和基础物质(2)固定结合,然后进行镀膜;
步骤二:锡层(4)镀膜阶段,使用电镀,或者浸镀,或者化学镀方法在基础物质(2)上镀一层平均厚度为0.3-0.7微米的锡层(4);
步骤三:碳氮化钛层(5)镀膜阶段,碳氮化钛层(5)使用化学气相沉积法制成,四氯化钛(TiCl4)气体比例为0.5-10%,混合气体为氢气(H2)气体和氮(N2),反应室的内部温度为70...
【专利技术属性】
技术研发人员:连新兰,毛宝占,
申请(专利权)人:河南广度超硬材料有限公司,
类型:发明
国别省市:河南;41
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