本发明专利技术公开了一种应用于切削工具的新型ＴｉＡｌＮ复合多重涂层，由硬质合金基体向外依次包括采用ＰＶＤ方法涂覆在硬质合金基体表层的Ｔｉ涂层、若干采用ＰＶＤ方法交替形成在Ｔｉ涂层之外的ＴｉＮ／ＴｉＡｌＮ复合涂层和ＴｉＡｌＮ涂层、涂覆在ＴｉＡｌＮ涂层上的又一Ｔｉ涂层、涂覆在Ｔｉ涂层上且作为表层的ＴｉＡｌＮ涂层，这种复合多重涂层，具有表面硬度高、韧性好、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、表面微小“液滴”更小且少、磨擦系数小和热传导率低等特性，特别是在高速切削超高硬等难加工材料中可发挥出优秀的性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及切削工具的涂层，特别是涉及一种应用于切削工具的新型TiAlN 复合多重涂层。
技术介绍
切削工具涂层处理是提高切削工具性能的重要途径之一，涂层切削工具具有 表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、磨擦因数小和热传导率低 等特性，切削时可比未涂层切削工具提高寿命3一5倍以上，提高切削速度 20Q/cT70%,提高加工精度0.5—1级，降低切削工具消耗费用20%'50%。切削工 具的表面涂层技术作为市场需求而发展起来的一项优质表面改性技术，由于该项 技术可使切削工具获得优良的综合机械性能，不仅可有效地提高切削工具使用寿 命，而且还能大幅度地提髙机械加工效率，因此该项技术已与材料、加工工艺并 称为切削工具制造的三大关键技术。现有技术的切削工具涂层主要有三种。 一种是传统TiAlN涂层，传统TiAlN 涂层技术是在硬质合金基体上沉积一层TiAlN涂层，传统TiAlN涂层的切削工具 在切削超高硬材料时，受到切削力的冲击，产生的脆性磨损严重，通过Mikron UCP600机床做切削来分析其磨损情况及寿命判定4刃平头涂层立铣刀O6X50 在转速为4250RPM、进给为620mm/min、切深为6mm、切宽为0. 12 及气冷的情 况下切削SKD11 (63HRC),当磨损量为0. lmm时，仅切削了 8m,如附图说明图1所示，图1 即为涂层切削工具的切削长度与磨损情况的关系示意图，磨损情况在放大175倍 的Keyence VHX数字显微镜观察时，磨损情况很毛糙，经分析在切削过程中， 因硬质膜层韧性太差、致密性差，从而在切削加工超高硬材料时，受到切削力冲 击下，硬质膜层撞击出很多的微小碎块而脱落，从而在之后的切削加工时，使切 削力过于集中，从而增大了膜层的整体磨损、影响了涂层的寿命。另一种是传统多层涂层，传统多层涂层采用TiN与TiAlN多层涂层方法，在最外功能层材料采 用TiAlN，该层的厚度高达1. 2 1. 5 u m,整体上分析，该涂层工艺所形成的硬质 膜层的韧性比传统的TiAlN膜层好，但是其硬度却没比传统的TiAlN硬，在切削 超高硬材料时，不耐冲击，从而使脆性磨损严重，导致整体上的磨损速率高，经 多次实验证实采用相同的硬质合金刀具刀形、相同的切削参数、相同的切削材 料在切削到14m时，磨损量为0.1mm,如图1所示，在切削的整个过程中，脆性 磨损严重，从而导致磨擦磨损率高。再一种是传统复合涂层，传统复合涂层采用 TiN与TiAlN同时蒸发的方法，在整体硬质合金刀具上涂覆一层TiN与TiAlN的 复合硬质薄膜。经多次实验分析采用相同的硬质合金刀具刀形、相同的切削参 数、相同的切削材料在切削到22m时，磨损量为0.1mm,如图1所示，在切削的 整个过程中，受到切削力冲击而导致脆性磨损的现象已得到解决，韧性得到很大 的提高；但该膜层的显微硬度不足，在切削超髙硬材料时，磨擦磨损快，使切削 寿命低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种应用于切削工具的新型 TiAlN复合多重涂层，具有表面硬度高、韧性好、耐磨性好、化学性能稳定、耐 热耐氧化、表面微小"液滴"更小且少、磨擦系数小和热传导率低等特性，特别 是在高速切削超高硬等难加工材料中可发挥出优秀的性能。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是 一种应用于切削工具的新型 TiAlN复合多重涂层，由硬质合金基体向外依次包括一采用PVD方法涂覆在硬质合金基体表层的第一 Ti涂层； 一采用PVD方法涂覆在第一 Ti涂层表面的TiN/TiAlN复合涂层； 一采用PVD方法涂覆在TiN/TiAlN复合涂层表面的第一 TiAlN涂层； 一采用PVD方法涂覆在第一 TiAlN涂层表面的第二 Ti涂层； 一采用PVD方法涂覆在第二 Ti涂层表面的第二 TiAlN涂层，其中，第二 TiAlN 涂层为最外层。一种应用于切削工具的新型TiAlN复合多重涂层，包括一采用PVD方法形成在硬质合金基体表层的内Ti涂层；一采用PVD方法形成在所有涂层的最外层的外TiAlN涂层；一采用PVD方法形成在所述外TiAlN涂层之内的外Ti涂层，所述外TiAlN涂层涂覆在外Ti涂层表面；若干采用PVD方法交替形成在内Ti涂层与外Ti涂层之间的TiN/TiAIN复合涂层和TiAlN涂层，其中，最里的TiN/TiAIN复合涂层涂覆在内Ti涂层表面，所述外Ti涂层涂覆在最外的TiAlN涂层表面。所述的复合多重涂层的总层数优选的为17层，包括一层采用PVD方法形成在硬质合金基体表层的内Ti涂层；一层采用PVD方法形成在所有涂层的最外层的外TiAlN涂层；一层采用PVD方法形成在所述外TiAlN涂层之内的外Ti涂层，所述外TiAlN涂层涂覆在外Ti涂层表面；14层采用PVD方法交替形成在内Ti涂层与外Ti涂层之间的TiN/TiAIN复合涂层和TiAlN涂层，其中，最里的TiN/TiAIN复合涂层涂覆在内Ti涂层表面，所述外Ti涂层涂覆在最外的TiAlN涂层表面。一种应用于切削工具的新型TiAlN复合多重涂层的制作方法，包括如下步骤a. 切削工具的涂层前处理采用喷砂法对切削工具进行抛光、钝化，其钝 圆半径为0.01 0. 07mm;b. 切削工具的涂层处理其包括下列步骤bl.在硬质合金基体表层采用PVD方法涂上一层纯Ti涂层； b2.在纯Ti涂层的外表面采用PVD方法涂上一层TiN/TiAIN复合涂层； b3.在TiN/TiAIN复合涂层的外表面采用PVD方法涂上一层TiAlN涂层； b4.在TiAlN涂层的外表面采用PVD方法再涂上一层TiN/TiAIN复合涂层； b5.在TiN/TiAIN复合涂层的外表面采用PVD方法再涂上一层TiAlN涂层； 在层数达到设定的要求时，转至下一步骤，否则，重复步骤b4;b6.在TiAlN涂层的外表面采用PVD方法涂上一层Ti涂层； b7.在Ti涂层的外表面采用PVD方法涂上一作为表层的TiAlN涂层； c.切削工具的涂层后处理采用湿式微喷砂表面抛光法对切削工具的涂层 表面进行处理。所述的切削工具的涂层处理中，其涂层的总层数优选的为17层，包括 一层采用PVD方法形成在硬质合金基体表层的Ti涂层；一层采用PVD方法形成在所有涂层的最外层的TiAlN涂层；一层采用PVD方法形成在所述最外层的TiAlN涂层之内的Ti涂层，所述最 外层的TiAlN涂层涂覆在Ti涂层表面；14层采用PVD方法交替形成在内、外Ti涂层之间的TiN/TiAlN复合涂层和 TiAlN涂层，其中，最里的TiN/TiAlN复合涂层涂覆在内Ti涂层表面，所述外Ti 涂层涂覆在最外的TiAlN涂层表面。本专利技术的有益效果是，由于采用了在硬质合金基体的切削工具上设有复合多 重涂层，该种涂层在中间夹有超高硬膜层，在膜层表面上加载一层磨擦系数更小、 微小"液滴"更小且少的润滑层的多重涂层方法，所形成的PVD涂层在切削超高 硬材料时，所表现出的性能比复合涂层、多层涂层优秀。从多次对该类涂层进行 切削实验分析参见图1所示，使用相同的刀形、用相同的切削参数切削 SKD11(63服C)材料，在磨损为O. lmm时，切削长度为26m。通过对切削实验进行 分析该种涂层的复合中间层解决韧本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用于切削工具的新型ＴｉＡｌＮ复合多重涂层，其特征在于：由硬质合金基体向外依次包括：一采用ＰＶＤ方法涂覆在硬质合金基体表层的第一Ｔｉ涂层；一采用ＰＶＤ方法涂覆在第一Ｔｉ涂层表面的ＴｉＮ／ＴｉＡｌＮ复合涂层；一采用ＰＶＤ方法涂覆在Ｔｉ Ｎ／ＴｉＡｌＮ复合涂层表面的第一ＴｉＡｌＮ涂层；一采用ＰＶＤ方法涂覆在第一ＴｉＡｌＮ涂层表面的第二Ｔｉ涂层；一采用ＰＶＤ方法涂覆在第二Ｔｉ涂层表面的第二ＴｉＡｌＮ涂层，其中，第二ＴｉＡｌＮ涂层为最外层。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘浩，郭生舟，吴高潮，陈金铃，
申请(专利权)人：厦门金鹭特种合金有限公司，
类型：发明
国别省市：92[中国|厦门]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。