具有铂族金属浓度梯度的涂层切削工具及相关方法技术

本发明专利技术涉及切削工具。所公开的切削工具在基底上可以具有耐磨涂层。所述的基底可以具有接合在粘合剂相中的硬颗粒。所述的粘合剂可以具有至少一种铂族元素和/或铼的近表面浓度梯度。此外，还提供了用于生产切削工具的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术公开涉及金属加工工具(例如切削工具)，该金属加工工具在诸如烧结碳化物(cemented carbide)材料之类的基底上包含涂层。此外，本专利技术公开还涉及用于生产在基底上包含涂层的切削工具的方法。
技术介绍
由烧结的硬颗粒构成的切削工具和切削插入件(inserts)用于机械加工操作中，例如切削、钻孔、铰孔、锥形扩孔(countersinking)、平底扩孔(counterboring)、铣削 (milling)、车削(turning)、切槽、攻丝(threading)和攻螺纹(tapping)。如本文所用，“烧结的硬颗粒”和“烧结的硬颗粒材料”是指包含在相对软的金属粘合剂中分散并烧结的相对硬的颗粒的材料。烧结的硬颗粒材料的实例为烧结碳化物材料。此外，如本文所用，“烧结的”制品为包含烧结的硬颗粒材料的制品。用于制造烧结的切削工具的方法可以涉及使冶金粉末(例如硬颗粒与金属粘合剂粉末的混合物)固结从而形成紧实体(compact)。该紧实体可以被烧结，从而形成具有固态的(solid)整体式构造(monolithic construction) 的工具坯件。在烧结后，烧结的工具坯件可以经过机械加工从而形成工具所需的ー种或多种切削刃或其他特定几何形状的特征。由于拉伸強度、耐磨性和韧性的结合而使得在粘合剂中包含烧结的硬颗粒的烧结的切削工具在エ业上是重要的，其中所述的结合为这些材料的特征。所述的硬颗粒可以包括例如在元素周期表中IIIA、以及IVB至VIB族的元素的碳化物、氮化物、硼化物、硅化物或氧化物。实例为碳化钨。所述的粘合剂可以为金属或金属合金，例如钴、镍、铁或这些金属的合金。所述的粘合剂将硬颗粒胶结(cements)在连续的且相互连接的基质中。烧结的材料的物理和化学性质部分取决于用于形成所述材料的冶金粉的单个的成分。烧结的硬颗粒材料的性质可以取决于例如硬颗粒的化学組成、硬颗粒的平均粒径及粒径分布、粘合剂的化学组成以及在基底中粘合剂与硬颗粒的比例。在钴粘合剂中烧结的碳化钨硬颗粒为普通的烧结碳化物材料，该材料在金属加工工具中具有用途，例如车削工具和插入件、铣削工具和插入件、钻孔工具和插入件、攻丝エ 具和插入件、以及切槽工具和插入件(统称为“切削工具”)。如本文所用，术语“切削工具” 包括用于模块切削工具的整体切削工具和插入件。专利技术概述本文所公开的实施方案涉及切削工具。该切削工具包含基底和位于该基底的至少一部分上的至少ー个耐磨涂层。所述的基底包含硬颗粒和粘合剤。该粘合剂包含至少ー种钼族金属和/或铼的近表面浓度梯度。本文所公开的其他实施方案涉及用于生产切削工具的方法。该方法包括将至少一种钼族金属和/或铼沉积在基底的至少一部分表面上。所述的基底包含硬颗粒和粘合剤。 在足以使至少ー种钼族金属和/或铼扩散到粘合剂中的温度和时间下加热所述的其上沉积有至少ー种钼族金属的基底。扩散到粘合剂中的至少ー种钼族金属在粘合剂中形成了近表面的钼族金属浓度梯度。应该理解的是本专利技术不限于专利技术概述中公开的这些实施方案。本专利技术预期涵盖在如唯独通过权利要求定义的本专利技术的范围内的修改和其他主題。附图简述可以參见附图而更好地理解本专利技术所公开的非限定性实施方案的某些特征。附图说明图1A、1B和IC为示出了根据ASTM/IS0标准、名称为)(DLW120508SR-D的切削插入件的非限定性实施方案的图；图IA为切削插入件的透视图；图IB为切削插入件的俯视图； 图IC为切削插入件的侧面图。图2A为在图1A、1B和IC中所示的切削插入件的横截面；图2B为图2A中所示的切削插入件的部分的放大图；图2C为图2B所示的切削插入件的部分的备选图，并且还包含示出了在切削插入件部分的近表面区域中的钼族金属浓度梯度的叠置图。图3为作为由WC-IlCo基底(11重量％钴粘合剂基材料和87_89重量％碳化钨颗粒，可以加入少量的TiC/TaC/NbC)表面开始的深度的函数的、辉光放电光学发射光谱 (GD-OES)的放射的半对数图(钨、钴、碳和钌的相对强度值)，其中所述的基底涂敷有4微米的钌层，并通过1325°C和60分钟热处理循环来进行加工，从而形成作为扩散循环的结果的、如图所示的近表面的钌浓度梯度。图4为比较了工具磨损测试的试验结果的柱状图，其中所述的测试是针对三(3) 种类型的CVD涂敷的ADKT1505PDER-47切削插入件进行的，其中所述的插入件包含不同的基底，并对Ti-6A1-4Vエ件进行机械加工。图5为比较了工具磨损测试的试验结果的柱状图，其中所述的测试是针对三(3) 种类型的CVD涂敷的APKT1604PDER-43切削插入件进行的，其中所述的插入件包含不同的基底，并对Ti-6A1-4Vエ件进行机械加工。图6为比较了工具磨损测试的试验结果的柱状图，其中所述的测试是针对三(3) 种类型的CVD涂敷的)(DLT120508ER-D41切削插入件进行的，其中所述的插入件包含不同的基底，并对Ti-6A1-4Vエ件进行机械加工。图7为比较了工具磨损测试的试验结果的柱状图，其中所述的测试是针对三(3) 种类型的CVD涂敷的)(DLT120508ER-D41切削插入件进行的，其中所述的插入件包含不同的基底，并对Ti-6A1-4Vエ件进行机械加工。图8为比较了工具磨损测试的试验结果的柱状图，其中所述的测试是针对十八 (18)种类型的CVD涂敷的CNMG432-4T切削插入件进行的，其中所述的插入件包含不同的基底，并对4340钢エ件进行机械加工。图9为比较了工具磨损测试的试验结果的柱状图，其中所述的测试是针对八(8) 种类型的CVD涂敷的CNMG432-4E切削插入件进行的，其中所述的插入件包含不同的基底， 并对Ti-6A1-4Vエ件进行机械加工。图10为比较了工具磨损测试的试验结果的柱状图，其中所述的测试是针对两(2) 种类型的CVD涂敷的RCMR96S-4M切削插入件进行的，其中所述的插入件包含不同的基底， 并对1036钢エ件的两处不同的区域进行机械加工。图11为比较了工具寿命测试的试验结果的柱状图，其中所述的测试是针对六(6) 种类型的CVD涂敷的ADKT1505PDER-47切削插入件进行的，其中所述的插入件包含不同的基底，并对Ti-6A1_4Vエ件进行机械加工。专利技术详述应该理解的是所公开的实施方案的某些描述已经被简化为仅示出与清楚地理解所公开的实施方案相关的这些元件、特征和方面，同时为了清楚的目的，除去了其他的元件、特征和方面。本领域的普通技术人员在思考所公开的实施方案的目前的这些描述时，会意识到在所公开的实施方案的具体实施或应用中，其他的元件和/或特征可能是理想的。 但是，由于普通技术人员在思考所公开的实施方案的目前的描述时会容易地弄清此类其他的元件和/或特征，并且这些元件和/或特征对于完整地理解所公开的实施方案并非是必须的，所以本文并未提供这些元件和/或特征的描述。因此，应该理解的是本文所列的描述仅仅是所公开实施方案的示例和说明，并不易于限定本专利技术的范围，本专利技术的范围仅由权利要求书定义。在本专利技术公开中，除非另作说明，表示量或特征的所有数字在所有的情况下都被理解为由术语“大约”开始并修饰。因此，除非作出相反说明，在以下描述中列出的任何数值參数都可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：CW莫顿，D多克，J波斯特，DJ威尔斯，
申请(专利权)人：TDY工业公司，
类型：发明
国别省市：