The invention relates to the technical field of cemented carbide tools, in particular to a coating gradient cemented carbide tool directly coated with CBN coating and a preparation method thereof. The invention adopts the alloy bonding phase and composes the composite powder with tic, TAC and WC in a certain proportion, and sintering the green body according to the sintering atmosphere. The tool matrix with normal tissue layer, transition layer and surface layer from the inside to the outside can be prepared, and the thickness of the surface layer is 50-400 \u03bc m, so the CBN coating can be directly made on the tool matrix, without the need of CBN coating and tool A coating transition layer and a bonding layer are made between the substrate. The tool matrix and the CBN coating have a good combination. The tool has a good wear resistance and temperature resistance, high strength and excellent impact resistance.
【技术实现步骤摘要】
一种直接涂覆CBN涂层的涂层梯度硬质合金刀具及其制备方法
本专利技术涉及硬质合金刀具
,尤其涉及一种直接涂覆CBN涂层的涂层梯度硬质合金刀具及其制备方法。
技术介绍
涂层硬质合金刀具的出现是刀具发展史上的一个重要里程碑,它是在强度和韧性较好的硬质合金基体上,利用气相沉积方法涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物而形成。涂层作为一个化学屏障和热屏障,减少了刀具与工件间的扩散和化学反应,从而减少了月牙洼磨损。涂层具有很高的硬度和耐热性,并降低了刀具与工件间的摩擦系数,因此涂层刀具比非涂层刀具可显著地提高使用寿命,通常涂层刀具的寿命可比非涂层刀具高2-5倍。为提高硬质合金刀具的耐磨性,人们通过气相沉积方法制备不同的涂层,从而在其表面涂覆具有更高耐磨性能硬质材料涂层,如TiC,TiN,TiCN和Al2O3等,这些涂层的硬度通常为15-40Gpa。立方氮化硼(cubicboronnitride,CBN)是仅次于金刚石的第二种超硬材料,有着优异的物理与化学性能,在硬度与热导率方面仅次于金刚石,而热稳定性则显著优于金刚石,在大气中加热至1200℃才发生氧化,而金刚石在大气中的氧化温度为600℃,CBN对于黑色金属具有极为稳定的化学性能,可广泛应用于钢铁制品的切削加工,完全能胜任淬硬钢、轴承钢、高速钢、工具钢、冷硬铸铁、高温合金、热喷涂材料等难加工材料的切削加工,是目前实现“以切代磨”的最佳刀具之一,被认为是21世纪最具有发展前景的刀具材料之一。专利文献CN201810033987.5公开了一种具有
【技术保护点】
1.一种直接涂覆CBN涂层的涂层梯度硬质合金刀具,其特征在于,由刀具基体和设置于刀具基体上的CBN涂层组成;所述刀具基体包括由内而外依次排列的正常组织层、过渡层和表层;所述表层的厚度为50-400μm;/n所述刀具基体由以下质量百分比的各组分组成的复合粉体烧结而成:5-15%的TiC,2-5%的TaC,10-15%合金粘结相,余量为WC;/n合金粘结相由以下质量百分比的粉体组成:0.5-5.5%的Cr,0.5-5.5%的Mo,0.5-5.5%的B,0.5-5.5%的Al,0.5-5.5%的V,0.5-5.5%的Y,0.5-5.5%的Si,余量为Ni或Co与Ni的混合粉体,且合金粘结相中Cr、Mo、B、Al、V、Y和Si的质量之和为合金粘结相质量的7-20%。/n
【技术特征摘要】
1.一种直接涂覆CBN涂层的涂层梯度硬质合金刀具,其特征在于,由刀具基体和设置于刀具基体上的CBN涂层组成;所述刀具基体包括由内而外依次排列的正常组织层、过渡层和表层;所述表层的厚度为50-400μm;
所述刀具基体由以下质量百分比的各组分组成的复合粉体烧结而成:5-15%的TiC,2-5%的TaC,10-15%合金粘结相,余量为WC;
合金粘结相由以下质量百分比的粉体组成:0.5-5.5%的Cr,0.5-5.5%的Mo,0.5-5.5%的B,0.5-5.5%的Al,0.5-5.5%的V,0.5-5.5%的Y,0.5-5.5%的Si,余量为Ni或Co与Ni的混合粉体,且合金粘结相中Cr、Mo、B、Al、V、Y和Si的质量之和为合金粘结相质量的7-20%。
2.根据权利要求1所述的直接涂覆CBN涂层的涂层梯度硬质合金刀具,其特征在于,所述正常组织层的厚度大于2mm,所述过渡层的厚度为20-100μm;所述表层的厚度为50-400μm。
3.根据权利要求1所述的直接涂覆CBN涂层的涂层梯度硬质合金刀具,其特征在于,CBN涂层的厚度为1-2μm。
4.一种如权利要求1所述的直接涂覆CBN涂层的涂层梯度硬质合金刀具的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1制备合金粘结相:按质量百分比分别称取组成合金粘结相的各粉体,将各粉体混合均匀,得合金粘结相;
S2制备坯料:按质量百分比分别称取组成复合粉体的各组分,并按复合粉体质量的1.5-2.5%称取石蜡,并将石蜡与原料粉体混合均匀,得到坯料;
S3压制坯体:将坯料压制成型,得坯体;
S4烧结:将坯体置于烧结炉中,以5-8℃/min...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈健,周莉,熊峰,李芯怡,朱睿,黄怿平,林俊峰,
申请(专利权)人:广东技术师范大学,
类型:发明
国别省市:广东;44
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