一种复合涂层刀具及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种复合涂层刀具及其制备方法和应用，包括基体和依次设置在所述基体表面的复合涂层；所述复合涂层采用化学气相沉积技术制备，包括第一子涂层和第二子涂层，以及所述第一子涂层和第二子涂层之间设有硼含量由低到高梯度变化的Ti

【技术实现步骤摘要】
一种复合涂层刀具及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于机械加工领域，尤其涉及一种复合涂层刀具及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]钛合金、高温合金、耐热不锈钢等材料广泛应用于航空航天、能源等领域高端装备零部件上，现代切削加工要求高效环保，少用或不用冷却液，高速干式切削需求日益增加。高速干式切削时刀具局部温度可达1000℃以上，因此要求刀具具有良好的抗高温氧化性能。钛合金、镍基高温合金、耐热不锈钢等材料强度高，切削加工时刀具表面易产生积屑瘤，刀具粘结磨损严重。在切削刀具表面涂层可有效延长刀具使用寿命，为解决这些加工问题，要求刀具涂层表面光滑、摩擦系数低、涂层结合强度高、耐磨性好。
[0003]涂层中添加铝元素可显著提升刀具的高温抗氧化性，铝含量越高涂层抗氧化性越好，添加硼等元素可降低涂层摩擦系数。为保证TiAlN涂层具有较高的硬度和耐磨性，通常希望TiAlN涂层中存在较高含量的fcc
‑
AlN，尽可能避免hcp
‑
AlN的形成。现有技术通常采用物理气相沉积(PVD)方法制备的TiAlN涂层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合涂层刀具，其特征在于，包括基体和依次设置在所述基体表面的复合涂层；所述复合涂层采用化学气相沉积技术制备，包括第一子涂层和第二子涂层，以及所述第一子涂层和第二子涂层之间设有硼含量由低到高梯度变化的Ti
‑
Al
‑
B
‑
N梯度层；所述第一子涂层为Ti1‑
x
Al
x
N层，所述第二子涂层为Ti
a
Al
b
B
c
N层；所述梯度层中最高硼含量不高于所述第二子涂层的硼含量。2.根据权利要求1所述的一种复合涂层刀具，其特征在于，所述Ti1‑
x
Al
x
N层中，0.70≤x≤0.90；所述Ti
a
Al
b
B
c
N层中，a+b+c＝1，0<a≤0.15，0.65≤b≤0.80。3.根据权利要求1所述的一种复合涂层刀具，其特征在于，所述第一子涂层的物相组成包含面心立方结构fcc
‑
TiN、面心立方结构fcc
‑
AlN和密排六方结构hcp
‑
AlN且fcc
‑
AlN的体积分数不低于80％，所述fcc
‑
AlN具有如下晶体取向关系：0.5<R≤1，其中：R＝I
fcc
‑
AlN(111)
/(I
fcc
‑
AlN(111)
+I
fcc
‑
AlN(220)
)。4.根据权利要求1所述的一种复合涂层刀具，其特征在于，所述第二子涂层的物相组成包含面心立方结构fcc
‑
TiN、面心立方结构fcc
‑
AlN、密排六方结构hcp
‑
AlN和非晶相a
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BN，且其中fcc
‑
AlN的体积分数不低于75％、a
‑
BN体积分数为5～15％。5.根据权利要求1所述的一种复合涂层刀具，其特征在于，所述复合涂层的总厚度为5.0～25.0μm，优选10.0～15.0μm，所述第一子涂层的厚度为3.0～10.0μm，优选为5.0～8.0μm，所述第二子涂层的厚度为4.0～10.0μm，优选为5.0～8.0μm，所述梯度层的厚度为0.50～4.0μm，优选为2.0～3.0μm。6.根据权利要求1所述的一种复合涂层刀具，其特征在于，所述复合涂层还包括沉积在所述基体表面和所述第一子涂层之间的结合层，所述结合层为Ti、TiN、Ti...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱联昌，朱骥飞，谭卓鹏，成伟，廖星文，史海东，殷磊，
申请(专利权)人：赣州澳克泰工具技术有限公司，
类型：发明
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