一种涂层刀具后处理工艺制造技术

本发明专利技术公开一种涂层刀具后处理工艺，其特征在于，包括以下步骤，a、使用喷嘴对涂层刀具表面进行微喷砂处理，在喷砂压强为0.2～0.4MPa和微喷砂持续时间为3～5s之间时，使涂层后刀具的寿命达到最大值；b、喷砂介质选择，在相同条件下，微喷砂处理后使用不同介质，获得表面粗糙度值不同的涂层刀具，处理工艺完毕。改善涂层表面粗糙度，提高涂层表层硬度，使涂层表层产生残余压应力，显著提高涂层刀具寿命。

A post-processing technology for coated tools

The invention discloses a post-processing technology for coated cutting tools, which is characterized in that the following steps are adopted: a. micro-sandblasting treatment is carried out on the surface of coated cutting tools by using a nozzle, and the service life of the coated cutting tools is maximized when the sandblasting pressure is 0.2-0.4 MPa and the duration of micro-sandblasting is 3-5 s; B. selection of sandblasting medium; and Under the same conditions, coated tools with different surface roughness values were obtained by using different media after micro-sandblasting treatment, and the treatment process was completed. The surface roughness of the coating is improved, the hardness of the coating surface is increased, the residual compressive stress of the coating surface is produced, and the tool life of the coating is significantly increased.

【技术实现步骤摘要】
一种涂层刀具后处理工艺
本专利技术属于刀具加工制造领域，具体地涉及涂层刀具后处理工艺。
技术介绍
在机械制造业中，虽然已有各种不同的零件成形工艺，但目前仍有90％以上的机械零件是通过切削加工制成。统计表明，目前80％以上的切削加工应用了涂层刀具。与未涂层刀具相比，涂层刀具可有效地降低切削加工时产生的热应力、切削力和刀具摩擦、磨损，显著提高刀具使用寿命和切削效率。目前常用的涂层方法有物理气相沉积(PhysicalVaporDeposition，PVD)法和化学气相沉积(ChemicalVaporDeposition，CVD)法。PVD涂层是由靶材蒸发、气化变成微小颗粒沉积在基体表面而形成的。涂层表面大小不一的颗粒明显增大了涂层的表面粗糙度，进而对涂层面与工件作用时产生的摩擦阻力有重要影响。CVD涂层是在高温下，由挥发性化合物气体发生化学反应，沉积在基体表面而形成的。在电镜扫描图片观察发现，大晶粒周围有多条细小裂纹，这些细小裂纹在切削加工时极易扩展，最终导致涂层疲劳失效，因此需要对涂层刀具进行适当的后处理以提高切削性能。去除涂层表面的凸出颗粒，可改善涂层表面粗糙度以减小刀具摩擦、磨损，同时在涂层表面产生残余压应力以抑制细小裂纹的扩展。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的缺陷，针对上述问题，提供了一种涂层刀具后处理工艺。通过对微喷砂后处理工艺的涂层刀具的涂层形貌、力学性能和刀具磨损等几个方面，优化工艺方法改善涂层表面粗糙度，提高涂层表层硬度，使涂层表层产生残余压应力，显著提高涂层刀具寿命。为了解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：一种涂层刀具后处理工艺，其特征在于，包括以下步骤，a、使用喷嘴对涂层刀具表面进行微喷砂处理，在喷砂压强为0.2～0.4MPa和微喷砂持续时间为3～5s之间时，使涂层后刀具的寿命达到最大值；b、喷砂介质选择，在相同条件下，微喷砂处理后使用不同介质，获得表面粗糙度值不同的涂层刀具，处理工艺完毕。优选的，a步骤中，在喷砂压强为0.2MPa、微喷砂持续时间为4s，且涂层刀具后刀面磨损量＝0.2mm时，切削次数达17万次，相对于处理前的12.2万次切削次数，提高近40％；在喷砂压强为0.4MPa时，切削次数达14.3万次。优选的，a步骤中，微喷砂采用弹性橡皮球核体外周围面附着1微米金刚石微粉，既对刃口起到保护作用，又可以起到钝化抛光作用。优选的，b步骤中，使用微喷砂，粗造度(RA)值达到0.04，而且去除了涂层表面大晶粒及金属液滴表面缺陷，表面的粗糙度一致性得到改善。优选的，b步骤中，使用Al2O3的微粉，要加大压力才能抛的动液滴，这时候涂层的刃口已经变形。与现有技术相比较，本专利技术具有如下的有益效果：1、采用弹性橡皮球外面附着金刚石微粉，既对刃口起到保护作用，又可以起到钝化抛光作用，因为厚度的硬度很高，采用普通粉料无法起到抛光作用。2.微喷砂后处理能有效提高涂层内屈服应力和残余压应力的水平，抑制微裂纹扩展，有效延缓涂层疲劳失效。3.在本工艺的参数下，微喷砂后处理工艺能显著提高涂层刀具的耐磨性，提高3倍刀具寿命。附图说明图1为本专利技术涂层刀具后处理工艺的喷砂材料的示意图。图2为本专利技术涂层刀具后处理工艺的喷砂嘴的示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1-2所示，一种涂层刀具后处理工艺，包括以下步骤，a、使用喷嘴3对涂层刀具4表面进行微喷砂处理，在喷砂压强为0.2～0.4MPa和微喷砂持续时间为3～5s之间时，使涂层后刀具的寿命达到最大值；喷嘴设置有压缩空气入口31和喷料入口32。a步骤中，在喷砂压强为0.2MPa、微喷砂持续时间为4s，且涂层刀具后刀面磨损量(VB)＝0.2mm时，切削次数最多达17万次，相对于处理前的12.2万次切削次数，提高近40％；在喷砂压强为0.4MPa时，切削次数比喷砂压强为0.2MPa时有所降低，达14.3万次。a步骤中，微喷砂采用弹性橡皮球核体1外周围面附着1微米金刚石微粉2，既对刃口起到保护作用，又可以起到钝化抛光作用，因为厚度的硬度很高，采用普通粉料无法起到抛光作用。b、喷砂介质选择，在相同条件下，微喷砂处理后使用不同介质，获得表面粗糙度值不同的涂层刀具，处理工艺完毕。b步骤中，使用微喷砂处理工艺，液滴去除比较多，保证刀具表面粗糙度，粗造度(RA)值达到0.04，而且去除了涂层表面大晶粒及金属液滴表面缺陷，表面的粗糙度一致性得到改善。b步骤中，使用Al2O3的微粉，要加大压力才能抛的动液滴，这时候涂层的刃口已经变形，不适合参与后处理。经过多次测试，涂层刀具在切削过程中的磨损行为更能直观衡量涂层刀具的寿命。以上所述仅为说明本专利技术的实施方式，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂层刀具后处理工艺，其特征在于，包括以下步骤，a、使用喷嘴对涂层刀具表面进行微喷砂处理，在喷砂压强为0.2～0.4MPa和微喷砂持续时间为3～5s之间时，使涂层后刀具的寿命达到最大值；b、喷砂介质选择，在相同条件下，微喷砂处理后使用不同介质，获得表面粗糙度值不同的涂层刀具，处理工艺完毕。

【技术特征摘要】
1.一种涂层刀具后处理工艺，其特征在于，包括以下步骤，a、使用喷嘴对涂层刀具表面进行微喷砂处理，在喷砂压强为0.2～0.4MPa和微喷砂持续时间为3～5s之间时，使涂层后刀具的寿命达到最大值；b、喷砂介质选择，在相同条件下，微喷砂处理后使用不同介质，获得表面粗糙度值不同的涂层刀具，处理工艺完毕。2.根据权利要求1所述涂层刀具后处理工艺，其特征在于，a步骤中，在喷砂压强为0.2MPa、微喷砂持续时间为4s，且涂层刀具后刀面磨损量＝0.2mm时，切削次数达17万次，相对于处理前的12.2万次切削次数，提高...

【专利技术属性】
技术研发人员：于忠光，张继波，费建红，
申请(专利权)人：国宏工具系统无锡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32