一种Mo-S-Sb-C复合软涂层刀具及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种Mo‑S‑Sb‑C复合软涂层刀具及其制备方法，属于机械切削刀具制造技术领域。所述刀具包括刀具基体、过渡层、复合软涂层，复合软涂层由质量比为2‑5：0.5‑2：0.5‑2的MoS2、C、Sb2O3组成；所述制备方法，其特征在于：首先将复合软涂层的各组分的混合粉末制成悬浮液，然后利用多弧离子镀沉积法依次在刀具基体上沉积出过渡层、复合软涂层，即可得到Mo‑S‑Sb‑C复合软涂层刀具。发明专利技术综合了MoS2、C、Sb2O3的优良性能，利用多弧离子镀沉积法在刀具基体上沉积出Mo‑S‑Sb‑C复合软涂层，该涂层具有与刀具基体结合性好，摩擦系数低、温湿度适应性强等优点，且涂层性能稳定，在使用过程中不开裂、不脱落，显著改善了软涂层刀具的性能。

Mo-S-Sb-C composite soft coated cutter and preparation method thereof

The invention relates to a Mo_S_Sb_C composite soft-coated cutting tool and a preparation method thereof, belonging to the technical field of mechanical cutting tool manufacturing. The cutting tool comprises a tool substrate, a transition layer and a composite soft coating. The composite soft coating is composed of MoS2, C and Sb2O3 with a mass ratio of 2_5:0.5_2:0.5_2. The preparation method is characterized in that the mixed powder of each component of the composite soft coating is first made into a suspension, and then the composite soft coating is deposited by a multi-arc ion plating method in turn. A transition layer and a composite soft coating are deposited on the tool substrate, and then a Mo_S_Sb_C composite soft coating tool is obtained. The invention synthesizes the excellent properties of MoS2, C and Sb2O3, and deposits the Mo_S_Sb_C composite soft coating on the tool substrate by multi-arc ion plating. The coating has the advantages of good adhesion with the tool substrate, low friction coefficient, strong adaptability to temperature and humidity, stable performance, non-cracking and non-shedding during use. It significantly improved the performance of soft coated tools.

【技术实现步骤摘要】
一种Mo-S-Sb-C复合软涂层刀具及其制备方法
本专利技术涉及机械切削刀具制造
，尤其涉及一种Mo-S-Sb-C复合软涂层刀具及其制备方法。
技术介绍
由于缺少切削液的冷却润滑作用，干切削加工中刀具和工件摩擦异常严重，切削温度极高，刀具磨损严重，导致刀具寿命偏低。自润滑刀具的出现和发展为这一技术问题有效解决提供了良好契机。自润滑刀具是指刀具材料本身具有润滑、减摩、抗磨性能，能在少、无润滑剂的条件下实现自润滑切削加工。它可以减小刀具摩擦磨损、提高刀具寿命、降低加工成本、避免切削液对环境的污染，是一种高效、洁净的绿色切削刀具。软涂层刀具是自润滑刀具的主要实现形式之一，涂覆在刀具表面的固体润滑剂能成为刀具材料的化学屏障和润滑膜，有效地减少了刀具和工件之间的元素扩散，减小刀具的摩擦磨损，延长刀具使用寿命。二硫化钼MoS2和石墨C是常见的软涂层材料。二硫化钼MoS2与金属具有良好的粘结性能，能与金属表面形成极薄的润滑膜，在真空环境下润滑性能优良，但其在空气环境下高温易被氧化，潮湿环境易与水反应变质。石墨C在高温下化学稳定性优于二硫化钼MoS2，在潮湿环境下石墨C分子层与层间距变大，结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涂覆在刀具表面的Mo‑S‑Sb‑C复合软涂层，其特征在于：所述复合软涂层由MoS2、C、Sb2O3三种组分组成，其中，MoS2、C、Sb2O3的质量比为2‑5：0.5‑2：0.5‑2。

【技术特征摘要】
1.一种涂覆在刀具表面的Mo-S-Sb-C复合软涂层，其特征在于：所述复合软涂层由MoS2、C、Sb2O3三种组分组成，其中，MoS2、C、Sb2O3的质量比为2-5：0.5-2：0.5-2。2.如权利要求1所述的复合软涂层，其特征在于：所述复合软涂层中MoS2、C、Sb2O3的质量比为2：1：1。3.一种Mo-S-Sb-C复合软涂层刀具，其特征在于：所述刀具包括刀具基体、过渡层、复合软涂层，所述刀具基体的材质为高速钢或硬质合金，所述过渡层为金属Ti，所述复合软涂层由质量比为2-5：0.5-2：0.5-2的MoS2、C、Sb2O3组成；其中，所述过渡层覆盖在刀具基体上，复合软涂层覆盖在过渡层上，优选的，所述复合软涂层由质量比为2：1：1的MoS2、C、Sb2O3组成。4.如权利要求3所述的Mo-S-Sb-C复合软涂层刀具的制备方法，其特征在于：首先将复合软涂层的各组分的混合粉末制成悬浮液，然后利用多弧离子镀沉积法依次在刀具基体上沉积出过渡层、复合软涂层，即可得到Mo-S-Sb-C复合软涂层刀具。5.如权利要求4所述的Mo-S-Sb-C复合软涂层刀具的制备方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：(1)悬浮液制备：将二硫化钼、石墨、三氧化二锑按比例混合在水溶液中，并添加聚乙烯醇，加热搅拌，获得Mo-S-Sb-C悬浮液，备用；(2)刀具基体预处理：将刀具基体表面抛光至镜面，并分别在丙酮和无水乙醇溶液中超声清洗，以除去其表面的污物，然后采用多弧离子镀沉积法在刀具基体上沉积一层过渡层，备用；(3)软涂层沉积：将步骤(1)中的Mo-S-Sb-C悬浮液置于多弧离子镀沉积装置的注射器中，将步骤(2)中的含有过渡层的刀具置于多弧离子镀沉积装置的三维运动平台基板上，设置悬浮液的流量、三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：李学木，邓建新，张亮亮，孙婕，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37