一种用于硬质合金数控刀片涂层前的清洗方法技术

本发明专利技术涉及硬质合金数控涂层刀片生产技术领域，具体公开了一种用于硬质合金数控刀片涂层前的清洗方法。该清洗方法为：配制适合WC－Co类硬质合金数控刀片基体的1－5号清洗液，并通过改进的超声波清洗工艺对涂层基体表面进行清洗；所述的1号清洗液为强效碱性金属清洗液；所述的3号清洗液为弱碱性金属清洗液；所述的5号清洗液为含有抗氧化剂的清洗液；所述的2号和4号清洗液为纯水。本发明专利技术采用1－5号清洗液及改进的超声波清洗工艺，可保证涂层基体表面的清洁度，提高生产效率，同时还能保证清洗后在多个工作日内硬质合金数控刀片基体表面不被湿气氧化，从而提高了涂层与硬质合金数控刀片基体的结合强度，延长了硬质合金数控涂层刀片的使用寿命。涂层刀片的使用寿命。涂层刀片的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种用于硬质合金数控刀片涂层前的清洗方法


[0001]本专利技术属于硬质合金数控涂层刀片生产
，具体涉及一种用于硬质合金数控刀片涂层前的清洗方法。

技术介绍

[0002]在机械制造业中，切削加工是应用广泛的加工技术之一，硬质合金具有高强度、高硬度、高弹性模量、高红硬性、耐磨损及耐腐蚀等优点，是金属切削加工中常用刀具材料之一。硬质合金的主要成分是难熔金属WC和Co。影响硬质合金数控刀具寿命和性能的因素有很多，既有几何设计、基体成分和表面处理工艺等的影响，也有涂层的影响。从成分影响来说，主要集中在Co含量、WC中的碳含量、微量元素、晶粒尺寸等。从涂层方面来说，除优化涂层本身的组织结构外，涂层与基体间的结合强度是一个衡量涂层性能的重要指标，在硬质合金数控涂层刀片生产过程中，通常需要对硬质合金数控刀片涂层前进行前处理清洗。前处理清洗是为了要获得优质的涂层，在涂层前使硬质合金数控刀片各工作表面上不得有锈斑、氧化等缺陷，它是涂层前的重要步骤，高质量的前处理清洗是获得优质涂层的重要前提。在实际使用过程中，硬质合金数控刀片表面的涂层经常会出现防腐性差、结合力低、耐用寿命短、表面不平滑光亮、剥落等现象，这些常常是由于硬质合金数控刀片前处理清洗不当而造成的后果。据专利技术公开和科技文献报道表明：硬质合金数控刀片在涂层前处理清洗不好会造成涂层结合力差、涂层剥落现象，而通过对硬质合金数控刀片基体表面进行预处理可提高涂层与基体的结合强度。
[0003]例如：现有专利技术中，公开号为CN 107245692A的专利技术专利申请，公开了要提高硬质合金数控刀片涂层结合力，必须去除硬质合金数控刀片基体表面脱钴产生的疏松层，基体表面清洁状态对附着力有很大影响。表面不清洁使涂层不能直接与基体接触，大大减小了涂层与基体间的结合力。专利技术中也公开提到了可以通过研磨抛光、超声波清洗、加热处理及电弧辅助等离子体放电技术对硬质合金基体表面进行一系列处理，使硬质合金基体表面保持一个合适的粗糙度和高度清洁，避免了对基体表面的损伤，提高样品表面活性，细化基体表面晶粒尺寸，去除基体表面脱钴产生的疏松层，有效提高涂层的附着力及质量。
[0004]又如2011年度已公开的佘俊杰(中南大学粉末冶金研究院)的论文，该论文题目是《硬质合金刀片清洗及表面腐蚀的研究》，碱性清洗液对合金表面的腐蚀最弱，提高清洗液的温度，酸性条件下腐蚀程度变化明显，随着清洗液浸泡时间的延长，硬质合金刀片表面钴含量腐蚀程度逐渐加强。同时也表明硬质合金产品在烧结以后的加工过程中，常常要用到清洗工艺过程，以实现表面的清洁，通常清洗液都会带有一定的腐蚀性。在确保产品能够清洗干净的前提下，必须尽量减少合金的腐蚀，以免对最终产品的使用性能产生不利影响。因为涂层基体表面发生腐蚀，将会在涂层与基体之间形成疏松区域，导致涂层与基体结合力下降，使得刀具使用过程中涂层剥落，大大降低刀具的使用寿命。
[0005]又如2019年度已公开的田霰(保定天威保变电气股份有限公司)《硬质合金涂层刀具崩刃和钝化带涂层脱落原因分析》中表明产生硬质合金涂层刀具刃口钝化带涂层脱落主
要原因是涂层脱落处存在基体组织疏松并含O元素，WC颗粒破碎裸露，Co含量降低。
[0006]又如2004年度已公开的胡希川(成都工研科技股份有限公司)《硬质合金涂层刀具在加工过程中发生脱钴问题的分析》中表明涂层刀具在涂层前必须将刀片表面进行彻底清洗，清洗液的PH值将直接影响刀片表面Co相的分布，硬质合金刀片基体清洗不当，会出现表面局部脱Co，造成表面组织不均匀，特别是Co相的不均匀脱落，使得硬质相形成疏松的骨架，使后期涂层不易粘附或涂层剥落。
[0007]根据以上专利技术与科技文献，硬质合金数控刀片涂层前清洗是清除硬质合金刀片表面的油脂、油污、腐蚀产物、残留杂质物等，并赋与表面一定的化学、物理特性，达到增加基体与涂层的附着力，但又通常经过清洗处理后的硬质合金刀片表面具有高度金属活性，更容易再度受湿气等的氧化污染。
[0008]对于硬质合金数控刀片涂层前的清洗方法，目前有较多的相关专利技术报道。例如：公开号为CN1219603A的专利技术专利申请中，明确提出镀膜前处理工艺关键是采用金属清洗去污、用乙醇乙二醇超声脱水，同时提供了所用除油清洗剂和去污清洗剂。该专利技术工艺清洗流程是工件装筐、溶剂性汽油浸泡刷洗、除油、水漂洗、去污、水漂洗、脱水。
[0009]该技术存在的缺点是：(1)该专利技术中的清洗剂及清洗方法不适合WC－Co类的硬质合金刀片基体，清洗剂会腐蚀氧化硬质合金基体表面上的Co，会造成WC－Co类的硬质合金刀片基体存在会出现表面局部脱Co，造成表面组织不均匀，使得硬质相形成疏松的骨架，使后期涂层不易粘附或涂层剥落；(2)该专利技术中用乙醇和乙二醇脱水，不仅存在乙醇对人身安全风险，还存在乙醇吸水过多造成脱水不干现象，引起产品后续氧化造成涂层剥落，特别是对于一些无孔平板硬质合金数控刀片，需通过更换大清洗料盘减少刀片表面接触面积，才能脱干产品表面的水份和水印；(3)该专利技术中实施例中用的是自来水漂洗，自来水含有一定的杂质，引入其它杂质离子会污染被清洗材料表面造成氧化影响涂层质量；(4)该清洗方法不能保证被清洗的产品在后期待涂层过程中存放多个工作日不被污染氧化，需要及时对清洗后的产品当日进行涂层加工。
[0010]对于硬质合金数控刀片涂层前的清洗方法，目前主要采用超声波清洗机进行清洗，清洗工艺流程方法为：第一步产品装篮上料；第二步在1号清洗槽内配制PH为8的氢氧化钠水溶液，设定槽内温度为60－65℃，进行460秒超声漂洗去油污垢；第三步在2号槽内加入自来水，设定槽内温度为30－35℃，漂洗去污；第四步在3号槽内配制PH为6的草酸溶液，设定槽内温度为50－60℃，进行420秒的超声漂洗除去产品表面氧化物；第五步在4号槽内加入自来水，设定槽内温度50－60℃进行漂洗去污；第六步在5号槽内压缩空气吹干切水切风次数为24次；第七步在热风隧道干燥烘干，烘干温度设定为90℃；第八步下料。
[0011]该技术存在的缺点是：(1)配制的氢氧化钠溶液去除油污能力差，刀片表面还存在油污；(2)自来水漂洗引入其它杂质离子会污染被清洗材料表面造成氧化影响涂层质量；(3)在第三步和第五步自来水漂洗能力差，不能确定是否把前道工序物质漂洗干净，就会造成出来的产品还残留氢氧化钠与草酸反应产生的白色盐垢；(4)第四步配制的草酸溶液会存在破坏WC－Co类的硬质合金刀片基体，会腐蚀氧化硬质合金基体表面上的Co，会造成WC－Co类的硬质合金刀片基体存在会出现表面局部脱Co，造成表面组织不均匀，使得硬质相形成疏松的骨架，使后期涂层不易粘附或涂层剥落；(5)第六步和第七步目的是为了烘干产品，但把这两部分开存在工艺时间长，效率低，刀片表面还偶尔还会残留污垢和水印并且
在切风吹水时是敞开式噪音很大；(6)该清洗方法不能保证被清洗的产品在后期待涂层过程中存放多个工作日不被污染氧化，需要及时对清洗后的产品当日进行涂层加工；(7)该清洗方法对于一些无孔平板硬质合金数控刀片会存在水印，清本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于硬质合金数控刀片涂层前的清洗方法，其特征在于：配制适合WC－Co类硬质合金数控刀片基体的1－5号清洗液，通过改进的超声波清洗工艺对涂层基体表面进行清洗；所述的1号清洗液为强效碱性金属清洗液；所述的3号清洗液为弱碱性金属清洗液；所述的5号清洗液为含有抗氧化剂的清洗液；所述的2号和4号清洗液为纯水。2.根据权利要求1所述的一种用于硬质合金数控刀片涂层前的清洗方法，其特征在于：所述1号清洗液以体积100份数计，含有4－6份体积的A溶液和4－6份体积的B溶液和92－88份体积的纯水；所述A溶液以质量百分比计，包含氢氧化钾15－30％、聚乙二醇1－5％、二甲基甜菜碱1－5％、聚羟酸1－5％，余量为纯水；所述B溶液以质量百分比计，包含氨基乙醇15－30％、聚氧乙烯脂肪胺5－15％、脂肪酰胺5－15％、氯化铵5－15％、椰油酸二乙醇酰胺1－5％、乙二醇1－5％，余量为纯水。3.根据权利要求1所述的一种用于硬质合金数控刀片涂层前的清洗方法，其特征在于：所述3号清洗液以体积100份数计，含有20－30份体积的的C溶液和2－4份体积的的D溶液和88－66份体积的纯水；所述C溶液以质量百分比计，包含氢氧化钾5－15％，余量为纯水；所述D溶液以质量百分比计，包含氨基乙醇15－30％、聚脂肪酰胺5－15％、乙氧基聚氧乙烯脂肪胺5－15％，余量为纯水。4.根据权利要求1所述的一种用于硬质合金数控刀片涂层前的清洗方法，其特征在于：所述5号清洗液以体积100份数计，含有2－5份体积的E溶液和98－95份体积的纯水；所述E溶液以质量百分比计，包含2－氨基乙醇5－15％，余量为纯水。5.根据权利要求1所述的一种用于硬质合金数控刀片涂层前的清洗方法，其特征在于：所述改进的超声波清洗工艺包括以下操作步骤：S1、在超声波清洗机的1号清洗槽内加入1号清洗液，并设定该槽加...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱瑞源，胡彩南，姜奉春，陈玉柏，鄢志刚，梁瑜，
申请(专利权)人：江西江钨硬质合金有限公司，
类型：发明
国别省市：