一种B-Cr/ta-C涂层刀具及其制备方法技术

本发明专利技术属于机械切削刀具制造技术领域，特别涉及一种B‑Cr/ta‑C涂层刀具及其制备方法。该刀具基体材料为硬质合金或高速钢，采用多弧离子镀+中频磁控溅射的方法制备，其结构为多层结构，刀具表面为B‑Cr/ta‑C层，B‑Cr/ta‑C层与基体之间有TiCrN和Ti过渡层。该刀具表面的B‑Cr/ta‑C层有着非常高的硬度和强度、较低的摩擦系数和较好的热稳定性能，且与基体具有较高的结合强度。切削过程中该刀具能够有效地减小摩擦、抑制粘结、降低切削力和切削温度、减小刀具磨损，从而提高刀具寿命。该涂层刀具可广泛应用于干切削和有色金属及难加工材料的切削加工。

【技术实现步骤摘要】
一种B-Cr/ta-C涂层刀具及其制备方法
本专利技术属于机械切削刀具制造领域，涉及了一种B-Cr/ta-C涂层刀具及其制备方法。
技术介绍
对刀具进行涂层处理是提高刀具性能的重要途径之一，目前国内外涂层刀具普遍采用TiN、CrN、TiAlN、AlCrN和CrAlTi等多种涂层。DLC涂层由于具有低的摩擦系数、高的硬度和抗磨损性能，广泛应用于切削刀具、齿轮、磨具及工具等表面。然而DLC涂层中SP3键含量一般在30-50％，其硬度一般小于30GPa，且其与基体粘结强度较低。四面体无定型碳(ta-C)中SP3键含量一般在60-90％，且存在SP2键，因此，与DLC相比，ta-C具有更高的硬度和良好的减摩抗磨性能，但由于薄膜中高应力的存在，可能加剧薄膜剥落。中国专利“申请号201010136163.4”报道了采用磁控溅射方法在硬质合金、高速钢材料表面制备ta-C涂层，该方法制备的ta-C涂层具有较高的硬度和良好的韧性。中国专利“申请号201320221551.1”报道了在手术刀表面沉积纳米ta-C镀层，减小手术过程出血量和细胞的损伤，从而减轻病人痛苦。中国专利“申请号20138001348本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种B‑Cr/ta‑C涂层刀具，刀具基体材料为高速钢或硬质合金，其特征在于：涂层为多层结构，刀具基体的表面为B‑Cr/ta‑C涂层，B‑Cr/ta‑C涂层与基体之间有TiCrN和Ti过渡层。

【技术特征摘要】
1.一种B-Cr/ta-C涂层刀具，刀具基体材料为高速钢或硬质合金，其特征在于：涂层为多层结构，刀具基体的表面为B-Cr/ta-C涂层，B-Cr/ta-C涂层与基体之间有TiCrN和Ti过渡层。2.根据权利要求1所述的一种B-Cr/ta-C涂层刀具，其特征在于：所述的B-Cr/ta-C涂层中B和Cr含量的原子百分比均在2-5％范围内，TiCrN层中Cr含量的原子百分比在10-20％范围内，B-Cr/ta-C层中SP3键结构含量占80-90％。3.一种如权利要求1或2所述的B-Cr/ta-C涂层刀具的制备方法，其特征在于采用多弧离子镀+中频磁控溅射共沉积的方法在刀具表面制备Ti+TiCrN过渡层和B-Cr/ta-C涂层，其具体制备步骤为：1)前处理：将刀具基体材料研磨抛光至镜面，依次放入酒精和丙酮中超声清洗各20-30min，去除表面油渍等污染物，采用真空干燥箱充分干燥后迅速放入镀膜机真空室，真空室本底真空为7.0×10-3Pa，加热至180-190℃，保温时间30-40min；2)离子清洗：通入Ar气，其压力为0.6-1.5Pa，开启偏压电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢佑强，吴泽，黄鹏，刘磊，张远明，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32