專利名稱：一種硬質(zhì)合金刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及切削加工的刀具領(lǐng)域，尤其涉及一種切削加工的硬質(zhì)合金刀片。
背景技術(shù)：
在對工件進行加工時，而刀具和工件的接觸就是刀片的切削刃與工件之間的接觸，通過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來越硬，導(dǎo)致切削刃在切削中不斷產(chǎn)生更高的磨損和更高的溫度，而硬質(zhì)合金在刀片中的應(yīng)用越來越廣泛，雖然硬質(zhì)合金刀片的硬度較高，但由于切削過程中，在前傾面上不斷受到形成的金屬屑的磨損而造成月牙洼磨損，已加工的工件也將沿刀片的后刀面滑移造成側(cè)面磨損，同時刀刃在前情面上達(dá)到很高的溫度，將導(dǎo)致擴散形磨損，而后刀面上溫度顯著減低，呈現(xiàn)磨蝕性磨損；由此可見，硬質(zhì)合金刀片的可靠性和壽命需要更高的提高和要求?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常在硬質(zhì)合金刀片的表面沉積涂層，由此可有效提高可靠性，現(xiàn)有的硬質(zhì)合金刀片涂覆有PVD或CVD涂層，可選的涂層有Ti (C，N)、TiN, (Ti，Al) N等等，在兩種涂層中，PVD涂層具有更好的精細(xì)度和應(yīng)力，能較好的承載負(fù)載，但PVD必須很薄，這是由于較厚的PVD將容易導(dǎo)致剝落、破裂和崩刃，在剝落之前能夠在刀片上沉積的最大涂層厚度主要取決于切削刃的半徑，切削刃過于鋒利將導(dǎo)致容易發(fā)生剝落和崩刃，而CVD雖然能很好的解決涂層厚度的問題，但由于CVD涂層相對存在較為粗糙和難于引入應(yīng)力的問題， 由此，在很多情況下，需要同時結(jié)合PVD和CVD的優(yōu)點，既需要沉積較厚的涂層，同時也需要更好的精細(xì)度和應(yīng)力引入，以提供更好的耐磨性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種硬質(zhì)合金刀片，該刀片結(jié)構(gòu)簡單，刀片涂層不易脫落、 碎裂，且能滿足厚度的需求，增加刀片的壽命。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種硬質(zhì)合金刀片，該硬質(zhì)合金刀片1包括基體和涂層，基體為硬質(zhì)合金，涂層均勻的涂覆在基體的外周圍，涂層的厚度為10-30 μ m,其特征在于該涂層至少包含有第一涂層和第二涂層；第一涂層為金屬涂層，該金屬涂層為從Al、Cr、V、Ta和&中任選一種或幾種進行組合的金屬涂層，該第一涂層的厚度為IOO-SOOnm ；第二涂層為Al、Cr、V、Ta和&中任選一種或者幾種的的氮化金屬、氧化金屬、硼化金屬、碳化金屬涂層，該第二涂層的厚度為6-30 μ m。其中，在第二涂層周圍還涂覆有第三涂層，該第三涂層為非金屬涂層，該非金屬涂層為碳纖維或超硬陶瓷，該第三涂層的厚度為500-800nm。其中，第一涂層通過PVD技術(shù)進行沉積。其中，第二涂層通過CVD技術(shù)進行沉積。其中，第三涂層通過PVD技術(shù)進行沉積。
通過上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的硬質(zhì)合金刀片在刀片的基體上涂有多層涂層，不僅充分利PVD涂層的精細(xì)度和應(yīng)力引入，同時也能利用CVD涂層的厚度，從而避免了涂層脫落、碎裂的可能，增加了刀具的壽命，同時也改進了刀片的抗磨損性。


圖1顯示了本發(fā)明的硬質(zhì)合金刀片的示意圖。圖2顯示了本發(fā)明的硬質(zhì)合金刀片的部分放大剖視圖。本發(fā)明將通過下面的具體實施例進行進一步的詳細(xì)描述，且進一步結(jié)合對附圖的說明將得到更加清楚和明顯的了解。
具體實施例方式參見圖1，顯示了本發(fā)明的硬質(zhì)合金刀片1的示意圖，該硬質(zhì)合金刀片1包括基體 11和涂層12，基體11為硬質(zhì)合金，涂層12均勻的涂覆在基體11的外周圍，優(yōu)選的是涂層 12的厚度為10-30 μ m，更優(yōu)選的是涂層12的厚度為15-20 μ m，這種較厚的涂層12 —方面能有效保護硬質(zhì)合金刀片1的不同表面，且能避免涂層脫落、碎裂的可能。參見圖2，顯示了本發(fā)明的硬質(zhì)合金刀片1的部分放大剖視圖，從中可以具體看到涂層12的具體組成，該涂層12至少包含有第一涂層121和第二涂層122，第一涂層121均勻涂覆于基體11的周圍，第二涂層122涂覆于第一涂層121的周圍。其中，第一涂層121為金屬涂層，該金屬涂層可為從Al、Cr、V、Ta* ^ 中任選一種或幾種進行組合的金屬涂層，該第一涂層121的厚度為200-800nm，優(yōu)選的是，第一涂層121 的厚度為300-600nm，更優(yōu)選的是，第一涂層121的厚度為500nm_550nm。其中第二涂層122可為Al、Cr、V、Ta*& 中任選一種或者幾種的的氮化金屬、氧化金屬、硼化金屬、碳化金屬涂層，該第二涂層122的厚度為10-30 μ m，優(yōu)選的是，第二涂層 122的厚度為15-20 μ m，更優(yōu)選的是，第二涂層122的厚度為17-18 μ m。優(yōu)選的是，在第二涂層122周圍還涂覆有第三涂層123，該第三涂層123為非金屬涂層，該非金屬涂層為碳纖維、超硬陶瓷等，該第三涂層123的厚度為500-800nm，優(yōu)選的是，第三涂層123的厚度為600-700nm，更優(yōu)選的是，第三涂層123的厚度為620nm-680nm。優(yōu)選的是，第一涂層121通過PVD技術(shù)進行沉積。優(yōu)選的是，第二涂層122通過CVD技術(shù)進行沉積。優(yōu)選的是，第三涂層123通過PVD技術(shù)進行沉積。通過本發(fā)明的設(shè)計，硬質(zhì)合金刀片的周圍被多層涂層覆蓋，第一涂層121為純金屬涂層，相對較薄，而由于純金屬的特性，硬度較為適中，提供了一定的韌性和較好的粘結(jié)性，第二涂層122為金屬化合物，其硬度較高，相對更厚，由此提供了較好的耐磨性，增大了使用壽命，可選的第三涂層123為非金屬涂層，其硬度高，耐磨性好，能進一步提供保護。下面通過示例來說明本發(fā)明的優(yōu)越性采用硬質(zhì)合金作為刀片基體，分三組進行實驗，第一組為現(xiàn)有技術(shù)中的采用CVD 沉積三氧化二鋁，沉積層厚度為20 μ m;第二組通過本發(fā)明的方法中的步驟一和二分別沉積第一涂層121和第二涂層122，其中第一涂層121的材質(zhì)為Cr，厚度為500nm，第二涂層 122的材質(zhì)為CrQ.52VQ.48C，厚度為18 μ m ；第三組通過本發(fā)明的方法中的步驟一、二和三分別沉積第一涂層121、第二涂層122和第三涂層123，其中第一涂層121的材質(zhì)為Cr，厚度為 500匪，第二涂層122的材質(zhì)為Tia33Ala67N,厚度為18 μ m，第三涂層123的材質(zhì)為碳纖維， 厚度為650nm ；通過車削進行三組刀片的測試，測試工件材料為淬火鋼，測試中，第一組刀片平均壽命為M分鐘，第二組刀片平均壽命為86分鐘，第三組刀片平均壽命為92分鐘。過上述示例可知，本發(fā)明的多層涂層機構(gòu)，使得硬質(zhì)合金刀片的使用壽命和抗磨損性能得到顯著提高。顯而易見的是，以上的描述和記載僅僅是舉例而不是為了限制本發(fā)明的公開內(nèi)容、應(yīng)用或使用。雖然已經(jīng)在實施例中描述過并且在附圖中描述了實施例，但本發(fā)明不限制由附圖示例和在實施例中描述的作為目前認(rèn)為的最佳模式以實施本發(fā)明的教導(dǎo)的特定例子，本發(fā)明的范圍將包括落入前面的說明書和所附的權(quán)利要求的任何實施例。
權(quán)利要求
1.一種硬質(zhì)合金刀片，該硬質(zhì)合金刀片(1)包括基體(11)和涂層(12)，基體(11)為硬質(zhì)合金，涂層(12)均勻的涂覆在基體(11)的外周圍，涂層(12)的厚度為10-30 μ m，其特征在于該涂層(1 至少包含有第一涂層(121)和第二涂層(122)；第一涂層(121)為金屬涂層，該金屬涂層為從Al、Cr、V、Ta和^ 中任選一種或幾種進行組合的金屬涂層，該第一涂層的厚度為IOO-SOOnm ；第二涂層(12 為Al、Cr、V、Ta和&中任選一種或者幾種的的氮化金屬、氧化金屬、 硼化金屬、碳化金屬涂層，該第二涂層的厚度為6-30 μ m。
2.如權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)合金刀片，其特征在于，在第二涂層(12 周圍還涂覆有第三涂層(123)，該第三涂層(12 為非金屬涂層，該非金屬涂層為碳纖維或超硬陶瓷，該第三涂層的厚度為500-800nm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的硬質(zhì)合金刀片，其特征在于，第一涂層(121)通過PVD技術(shù)進行沉積。
4.如權(quán)利要求1或2所述的硬質(zhì)合金刀片，其特征在于，第二涂層(122)通過CVD技術(shù)進行沉積。
5.如權(quán)利要求2所述的硬質(zhì)合金刀片，其特征在于，第三涂層(123)通過PVD技術(shù)進行沉積。
全文摘要
一種硬質(zhì)合金刀片，該硬質(zhì)合金刀片(1)包括基體(11)和涂層(12)，基體(11)為硬質(zhì)合金，涂層(12)均勻的涂覆在基體(11)的外周圍，涂層(12)的厚度為10-30μm，該涂層(12)至少包含有第一涂層(121)和第二涂層(122)；該刀片結(jié)構(gòu)簡單，刀片涂層不易脫落、碎裂，且能滿足厚度的需求，增加刀片的壽命。
文檔編號C23C14/06GK102336036SQ201110220628
公開日2012年2月1日 申請日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者李梁 申請人:四川歐曼機械有限公司