适用于钛合金加工的具有微结构冷却功能的金刚石涂层刀具制造技术

一种适用于钛合金加工的具有微结构冷却功能的金刚石涂层刀具，它利用激光刻蚀以及微细电火花的方法在刀具的刀尖附近及月牙洼区域制备微纹路。通过CVD沉积金刚石涂层，在沉积过程微沟槽边缘会对甲基形成捕捉、吸附作用，形成一个上宽下窄的袋状开口式的管道系统，切削液进入储液池后经过冷却管道从出口流出，将热量带出，有助于形成刀具的深层冷却，防止切削液蒸发，减少切削液用量，改善刀具冷却效果，减小基‑膜体系产生的热应力的产生，同时切削液进入刀具的切削区域，形成润滑膜，减小刀具切削力同时起到减少铁、钛及合金与金刚石反应的概率的作用，并且构槽对金刚石涂层形成“扎根作用”，有利于提高涂层附着力。

Diamond Coated Tools with Microstructure Cooling Function for Titanium Alloy Processing

【技术实现步骤摘要】
适用于钛合金加工的具有微结构冷却功能的金刚石涂层刀具
本专利技术涉及一种刀具，尤其是一种CVD金刚石刀具，具体地说中一种适用于钛合金加工的具有微结构冷却功能的金刚石涂层刀具。
技术介绍
CVD金刚石涂层刀具是一种应用广泛的刀具，对加工有色金属、碳纤维及一些高硬度材料具有显著优势，但是由于金刚石在高温下与Fe、Ti等元素发生化学反应形成FeC和TiC等碳化物，极易对金刚石涂层造成破坏，所以金刚石涂层刀具不能广泛应用于铁、钛及合金的加工。其次，在切削加工中，切削液的用量十分巨大，不管从经济成本和环境保护上都需要对刀具结构进行优化，提高切削液的利用效率，提高刀具使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对CVD金刚石涂层刀具在进行钛合金切削时，高温下会与Fe、Ti等元素发生化学反应形成FeC和TiC等碳化物进面影响刀具寿命的问题，专利技术一种适用于钛合金加工的具有微结构冷却功能的金刚石涂层刀具，以减少金刚石刀具切削区域的温度及提供化学屏障的方式减小刀具金刚石涂层的失效概率。本专利技术的技术方案之一是：一种适用于钛合金加工的具有微结构冷却功能的金刚石涂层刀具，其特征是它采用以下方法制备而成：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于钛合金加工的具有微结构冷却功能的金刚石涂层刀具，其特征是它采用以下方法制备而成：首先，用激光刻蚀或微细电火花加工技术在刀具的刀尖附近及月牙洼区域制备微纹路，所述的微纹路包括储液池、冷却槽以及切削液出口；其次，将刀具表面进行去钴处理，然后利用乙醇或丙酮溶液清洗，将加工完的刀具放入金刚石粉末丙酮悬浮液中，利用超声清洗机超声植晶20分钟，然后利用乙醇或丙酮超声清洗；第三，利用CVD技术生长金刚涂层；由于CH4等含碳气源与H2在高温下被分解产生活性离子，氢离子会刻蚀掉sp2产生的石墨相，形成sp3杂化的C‑C键，制备出金刚石涂层；当活性离子经过冷却槽时，极易被冷却槽的边缘捕捉、吸附形成优...

【技术特征摘要】
2019.05.27 CN 201910444664X1.一种适用于钛合金加工的具有微结构冷却功能的金刚石涂层刀具，其特征是它采用以下方法制备而成：首先，用激光刻蚀或微细电火花加工技术在刀具的刀尖附近及月牙洼区域制备微纹路，所述的微纹路包括储液池、冷却槽以及切削液出口；其次，将刀具表面进行去钴处理，然后利用乙醇或丙酮溶液清洗，将加工完的刀具放入金刚石粉末丙酮悬浮液中，利用超声清洗机超声植晶20分钟，然后利用乙醇或丙酮超声清洗；第三，利用CVD技术生长金刚涂层；由于CH4等含碳气源与H2在高温下被分解产生活性离子，氢离子会刻蚀掉sp2产生的石墨相，形成sp3杂化的C-C键，制备出金刚石涂层；当活性离子经过冷却槽时，极易被冷却槽的边缘捕捉、吸附形成优先生长的金刚石涂层，随着沉积时间增加，冷却槽上方宽度逐步变窄形成上窄下宽的袋状管道结构；袋状管道结构对金刚石涂层形成宏观“扎根作用”，有利于提高涂层附着力。2.根据权利要求1所述的刀具，其特征是采用高品质切削液和微润滑系统，将切削液喷入刀具表面，储液池会对切削液进行存储，随后切削液进入冷却槽管道，流入月牙洼区域和刀尖附近，实现深度冷却，最后从出液口流出，完成热交换，减小膜-基热应力，降低涂层失效概率...

【专利技术属性】
技术研发人员：张召，于守鑫，卢文壮，陈飞飞，田万杉，陈蒙，张其真，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32