一种硬质合金刀片制造技术

技术编号:7084914 阅读:258 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种硬质合金刀片,该硬质合金刀片(1)包括基体(11)和涂层(12),基体(11)为硬质合金,涂层(12)均匀的涂覆在基体(11)的外周围,涂层(12)的厚度为10-30μm,该涂层(12)至少包含有第一涂层(121)和第二涂层(122);该刀片结构简单,刀片涂层不易脱落、碎裂,且能满足厚度的需求,增加刀片的寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及切削加工的刀具领域,尤其涉及一种切削加工的硬质合金刀片
技术介绍
在对工件进行加工时,而刀具和工件的接触就是刀片的切削刃与工件之间的接触,通过切削刃快速切削需要加工的部件,由于切削速度快且切削的工件越来越硬,导致切削刃在切削中不断产生更高的磨损和更高的温度,而硬质合金在刀片中的应用越来越广泛,虽然硬质合金刀片的硬度较高,但由于切削过程中,在前倾面上不断受到形成的金属屑的磨损而造成月牙洼磨损,已加工的工件也将沿刀片的后刀面滑移造成侧面磨损,同时刀刃在前情面上达到很高的温度,将导致扩散形磨损,而后刀面上温度显著减低,呈现磨蚀性磨损;由此可见,硬质合金刀片的可靠性和寿命需要更高的提高和要求。现有技术中,通常在硬质合金刀片的表面沉积涂层,由此可有效提高可靠性,现有的硬质合金刀片涂覆有PVD或CVD涂层,可选的涂层有Ti (C,N)、TiN, (Ti,Al) N等等,在两种涂层中,PVD涂层具有更好的精细度和应力,能较好的承载负载,但PVD必须很薄,这是由于较厚的PVD将容易导致剥落、破裂和崩刃,在剥落之前能够在刀片上沉积的最大涂层厚度主要取决于切削刃的半径,切削刃过于锋利将导致容易发生剥落和崩刃,而CVD虽然能很好的解决涂层厚度的问题,但由于CVD涂层相对存在较为粗糙和难于引入应力的问题, 由此,在很多情况下,需要同时结合PVD和CVD的优点,既需要沉积较厚的涂层,同时也需要更好的精细度和应力引入,以提供更好的耐磨性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种硬质合金刀片,该刀片结构简单,刀片涂层不易脱落、 碎裂,且能满足厚度的需求,增加刀片的寿命。为实现上述目的,本专利技术公开了一种硬质合金刀片,该硬质合金刀片1包括基体和涂层,基体为硬质合金,涂层均勻的涂覆在基体的外周围,涂层的厚度为10-30 μ m,其特征在于该涂层至少包含有第一涂层和第二涂层;第一涂层为金属涂层,该金属涂层为从Al、Cr、V、Ta和&中任选一种或几种进行组合的金属涂层,该第一涂层的厚度为IOO-SOOnm ;第二涂层为Al、Cr、V、Ta和&中任选一种或者几种的的氮化金属、氧化金属、硼化金属、碳化金属涂层,该第二涂层的厚度为6-30 μ m。其中,在第二涂层周围还涂覆有第三涂层,该第三涂层为非金属涂层,该非金属涂层为碳纤维或超硬陶瓷,该第三涂层的厚度为500-800nm。其中,第一涂层通过PVD技术进行沉积。其中,第二涂层通过CVD技术进行沉积。其中,第三涂层通过PVD技术进行沉积。通过上述结构,本专利技术的硬质合金刀片在刀片的基体上涂有多层涂层,不仅充分利PVD涂层的精细度和应力引入,同时也能利用CVD涂层的厚度,从而避免了涂层脱落、碎裂的可能,增加了刀具的寿命,同时也改进了刀片的抗磨损性。附图说明图1显示了本专利技术的硬质合金刀片的示意图。图2显示了本专利技术的硬质合金刀片的部分放大剖视图。本专利技术将通过下面的具体实施例进行进一步的详细描述,且进一步结合对附图的说明将得到更加清楚和明显的了解。具体实施例方式参见图1,显示了本专利技术的硬质合金刀片1的示意图,该硬质合金刀片1包括基体 11和涂层12,基体11为硬质合金,涂层12均勻的涂覆在基体11的外周围,优选的是涂层 12的厚度为10-30 μ m,更优选的是涂层12的厚度为15-20 μ m,这种较厚的涂层12 —方面能有效保护硬质合金刀片1的不同表面,且能避免涂层脱落、碎裂的可能。参见图2,显示了本专利技术的硬质合金刀片1的部分放大剖视图,从中可以具体看到涂层12的具体组成,该涂层12至少包含有第一涂层121和第二涂层122,第一涂层121均勻涂覆于基体11的周围,第二涂层122涂覆于第一涂层121的周围。其中,第一涂层121为金属涂层,该金属涂层可为从Al、Cr、V、Ta* ^ 中任选一种或几种进行组合的金属涂层,该第一涂层121的厚度为200-800nm,优选的是,第一涂层121 的厚度为300-600nm,更优选的是,第一涂层121的厚度为500nm_550nm。其中第二涂层122可为Al、Cr、V、Ta*& 中任选一种或者几种的的氮化金属、氧化金属、硼化金属、碳化金属涂层,该第二涂层122的厚度为10-30 μ m,优选的是,第二涂层 122的厚度为15-20 μ m,更优选的是,第二涂层122的厚度为17-18 μ m。优选的是,在第二涂层122周围还涂覆有第三涂层123,该第三涂层123为非金属涂层,该非金属涂层为碳纤维、超硬陶瓷等,该第三涂层123的厚度为500-800nm,优选的是,第三涂层123的厚度为600-700nm,更优选的是,第三涂层123的厚度为620nm-680nm。优选的是,第一涂层121通过PVD技术进行沉积。优选的是,第二涂层122通过CVD技术进行沉积。优选的是,第三涂层123通过PVD技术进行沉积。通过本专利技术的设计,硬质合金刀片的周围被多层涂层覆盖,第一涂层121为纯金属涂层,相对较薄,而由于纯金属的特性,硬度较为适中,提供了一定的韧性和较好的粘结性,第二涂层122为金属化合物,其硬度较高,相对更厚,由此提供了较好的耐磨性,增大了使用寿命,可选的第三涂层123为非金属涂层,其硬度高,耐磨性好,能进一步提供保护。下面通过示例来说明本专利技术的优越性采用硬质合金作为刀片基体,分三组进行实验,第一组为现有技术中的采用CVD 沉积三氧化二铝,沉积层厚度为20 μ m;第二组通过本专利技术的方法中的步骤一和二分别沉积第一涂层121和第二涂层122,其中第一涂层121的材质为Cr,厚度为500nm,第二涂层 122的材质为CrQ.52VQ.48C,厚度为18 μ m ;第三组通过本专利技术的方法中的步骤一、二和三分别沉积第一涂层121、第二涂层122和第三涂层123,其中第一涂层121的材质为Cr,厚度为 500匪,第二涂层122的材质为Tia33Ala67N,厚度为18 μ m,第三涂层123的材质为碳纤维, 厚度为650nm ;通过车削进行三组刀片的测试,测试工件材料为淬火钢,测试中,第一组刀片平均寿命为M分钟,第二组刀片平均寿命为86分钟,第三组刀片平均寿命为92分钟。过上述示例可知,本专利技术的多层涂层机构,使得硬质合金刀片的使用寿命和抗磨损性能得到显著提高。显而易见的是,以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本专利技术的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例,但本专利技术不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本专利技术的教导的特定例子,本专利技术的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。权利要求1.一种硬质合金刀片,该硬质合金刀片(1)包括基体(11)和涂层(12),基体(11)为硬质合金,涂层(12)均勻的涂覆在基体(11)的外周围,涂层(12)的厚度为10-30 μ m,其特征在于该涂层(1 至少包含有第一涂层(121)和第二涂层(122);第一涂层(121)为金属涂层,该金属涂层为从Al、Cr、V、Ta和^ 中任选一种或几种进行组合的金属涂层,该第一涂层的厚度为IOO-SOOnm ;第二涂层(12 为Al、Cr、V、Ta和&中任选一种或者几种的的氮化金属、氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬质合金刀片,该硬质合金刀片(1)包括基体(11)和涂层(12),基体(11)为硬质合金,涂层(12)均匀的涂覆在基体(11)的外周围,涂层(12)的厚度为10-30μm,其特征在于:该涂层(12)至少包含有第一涂层(121)和第二涂层(122);第一涂层(121)为金属涂层,该金属涂层为从Al、Cr、V、Ta和Zr中任选一种或几种进行组合的金属涂层,该第一涂层的厚度为100-800nm;第二涂层(122)为Al、Cr、V、Ta和Zr中任选一种或者几种的的氮化金属、氧化金属、硼化金属、碳化金属涂层,该第二涂层的厚度为6-30μm。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李梁
申请(专利权)人:四川欧曼机械有限公司
类型:发明
国别省市:90

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