高使用寿命的丝锥制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高使用寿命的丝锥，丝锥外表面设有超高硬度和优异抗高温氧化性能的TiSiN/CrAlN纳米涂层。TiSiN/CrAlN纳米涂层由至少一个TiSiN层和至少一个CrAlN层构成，TiSiN层和CrAlN层交替沉积在丝锥的基体上。所述的TiSiN/CrAlN纳米涂层厚度在1.5‑3.0μm之间。本实用新型专利技术采用三元氮化物的组合，由TiSiN层和CrAlN层交替沉积在基体上形成纳米量级的多层结构，以达到全面提高力学性能和抗高温氧化性能的效果。本实用新型专利技术的丝锥使用过程中能够增强硬度，减少磨损，延长铣刀的使用寿命。无任何有害成分，安全环保，具有广阔的市场前景。

Tap with high service life

The utility model relates to a tap with high service life, and the outer surface of the tap has a TiSiN/CrAlN nano coating with ultra high hardness and excellent oxidation resistance. The TiSiN/CrAlN nano coating consists of at least one TiSiN layer and at least one CrAlN layer, and the TiSiN layer and the CrAlN layer are alternately deposited on the substrate of the tap. The TiSiN/CrAlN nano coating thickness between 1.5 3 m. The utility model adopts the combination of three element nitride, which is alternately deposited on the substrate by the TiSiN layer and the CrAlN layer to form a nanometer scale multi-layer structure, so as to improve the mechanical properties and the oxidation resistance performance at high temperature. The tap of the utility model can enhance the hardness, reduce the wear and prolong the service life of the milling cutter. Without any harmful ingredients, safety and environmental protection, has broad market prospects.

【技术实现步骤摘要】
高使用寿命的丝锥
本技术涉及一种丝锥，具体涉及一种表面具有超高硬度和优异抗高温氧化性能的TiSiN/CrAlN纳米涂层的丝锥。
技术介绍
丝锥作为加工环境最复杂、最恶劣的刀具之一，特别是在盲孔攻螺纹的全封闭环境中，丝锥的选型、机床可靠性非常重要。在加工过程中，丝锥过早磨损、崩刃、断裂等现象都会造成丝锥的寿命降低，同时对加工产品的质量影响非常大。所以，提升盲孔攻螺纹中丝锥寿命的研究十分重要。大部分的机用丝锥采用的都是普通高速钢材质。普通高速钢材质的优点是便宜、制造成本低，在加工硬度不高的产品时具有一定的优势。但随着钴高速钢、粉末冶金高速钢这些新型材料的出现，普通高速钢的优势已经变的不明显。在一般情况下，钴高速钢丝锥的价格是普通高速钢丝锥的四倍左右，彼消此涨，钴高速钢与普通高速钢的性价比相当。而使用粉末冶金钴高速钢的价格是一般钴高速钢的两倍，且寿命又有所提高，在难加工产品的使用上性价比会更高。在丝锥材质不变的情况下，表面处理是一种提高丝锥寿命的方法。通常提高排屑性能的蒸汽回火处理，提高丝锥表面硬度的各种涂层，都能在一定程度上提升丝锥的寿命，因此迫切需要开发新型的保护性涂层材料。本技术的高使用寿命的丝锥，在其表面涂覆TiSiN/CrAlN纳米涂层，以达到全面提高丝锥力学性能和抗高温氧化性能的效果。本技术的丝锥，在使用过程中能够增强硬度，减少磨损，延长铣刀的使用寿命。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种高使用寿命的丝锥，该丝锥表面涂覆具有超高硬度和和优异抗高温氧化性能的TiSiN/CrAlN纳米涂层，以克服现有技术存在的缺点和不足，大大提高了丝锥的使用寿命。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种高使用寿命的丝锥，包括杆体、夹持段和螺纹段，所述夹持段和所述螺纹段均设置于所述杆体上，所述螺纹段上设置有螺纹和螺旋槽，丝锥外表面设有超高硬度和优异抗高温氧化性能的TiSiN/CrAlN纳米涂层。所述的TiSiN/CrAlN纳米涂层由至少一个TiSiN层和至少一个CrAlN层构成，所述的TiSiN层和CrAlN层交替沉积在丝锥的基体上。所述的TiSiN/CrAlN纳米涂层厚度在1.5-3.0μm之间。所述的TiSiN层的厚度为8.0nm，所述的CrAlN层的厚度为1.5～3.0nm。本技术的有益效果是：本技术的高使用寿命的丝锥，采用一种具有超高硬度的TiSiN/CrAlN纳米多层结构涂层，由于TiSiN和CrAlN具有的优良力学性能和抗高温氧化性能，使得TiSiN/CrAlN纳米多层结构涂层可用作为高速、干式切削的刀具涂层和其他领域中基体的保护涂层。最大硬度可达53.9GP。该涂层采用反应磁控溅射工艺制备，制备过程具有生产效率高、能耗低、对设备要求较低等优点，而且工艺简单、沉积速度快、成本低、结合强度高。它的发展适应了现代工业对材料表面性能的高技术要求，大幅度提高丝锥的使用寿命。无任何有害成分，安全环保。附图说明图1为本技术的丝锥的结构示意图；图2为实施例中TiSiN/CrAlN纳米涂层的透射电镜图。具体实施方式下面对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确。如图1，2所示，本技术的高使用寿命的丝锥，包括杆体、夹持段和螺纹段，夹持段和螺纹段均设置于所述杆体上，螺纹段上设置有螺纹和螺旋槽。锥丝1表面设有一种TiSiN/CrAlN纳米涂层2，使得丝锥1具有超高的表面硬度、良好的耐磨性能和优异的抗高温氧化性能。TiSiN/CrAlN纳米涂层2由至少一个TiSiN层和至少一个CrAlN层构成，TiSiN层和CrAlN层交替沉积在丝锥1的基体上。TiSiN/CrAlN纳米涂层2厚度在1.5-3.0μm之间。TiSiN层的厚度为8.0nm，CrAlN层的厚度为1.5～3.0nm。该涂层在多靶磁控溅射仪上采用反应溅射法进行制备，其方法步骤如下：（1）清洗基体首先将经抛光处理后的基体送入超声波清洗机，在有机溶剂中利用15-30kHz超声波进行清洗5-10min；然后进行离子清洗，在进行离子清洗的过程中，将基体装进真空室，抽真空到4×10-4~8×10-4Pa后通入Ar气，维持真空度在2-4Pa，用射频（13.56MHz）对基体进行为时20-50min的离子轰击，功率为80-100W；（2）TiSiN/CrAlN纳米涂层的制备将基体置入多靶磁控溅射仪并交替停留在TiSi复合靶和CrAl靶之前，通过溅射获得由至少一个TiSiN层和至少一个CrAlN层交替叠加的纳米尺度涂层，通过调整靶功率和沉积时间以控制TiSiN层和CrAlN层的厚度，最终得到一种具有超高硬度的纳米结构涂层。本技术一种高使用寿命的丝锥，具有很高的硬度、较好的耐磨性能和优异的抗高温氧化性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高使用寿命的丝锥，包括杆体、夹持段和螺纹段，所述夹持段和所述螺纹段均设置于所述杆体上，所述螺纹段上设置有螺纹和螺旋槽，其特征在于：丝锥（1）外表面设有超高硬度和优异抗高温氧化性能的TiSiN/CrAlN纳米涂层（2）；所述的TiSiN/CrAlN纳米涂层（2）由至少一个TiSiN层和至少一个CrAlN层构成，所述的TiSiN层和CrAlN层交替沉积在丝锥的基体上。

【技术特征摘要】
1.一种高使用寿命的丝锥，包括杆体、夹持段和螺纹段，所述夹持段和所述螺纹段均设置于所述杆体上，所述螺纹段上设置有螺纹和螺旋槽，其特征在于：丝锥（1）外表面设有超高硬度和优异抗高温氧化性能的TiSiN/CrAlN纳米涂层（2）；所述的TiSiN/CrAlN纳米涂层（2）由至少一个TiSiN层和至少一个CrAlN层构成，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪鸿涛，刘京京，李伟，
申请(专利权)人：比尔安达上海润滑材料有限公司，比尔安达安徽纳米涂层技术有限公司，上海理工大学，
类型：新型
国别省市：上海,31