一種切削工具制造技術

本發明專利技術提供一種具有復合涂層的硬質合金切削工具，包括硬質合金基體和復合涂層，復合涂層由內而外依次為：基底涂層、內涂層、中間涂層、過渡涂層和外涂層。該切削工具涂層與硬質合金基體之間、不同涂層之間都具有優異的粘結強度，涂層在使用過程中不易剝落，使得切削工具具有良好的高硬度、高強度、耐腐蝕、耐高溫、抗彎強度、沖擊韌性和使用壽命。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種切削工具，尤其涉及一種包含復合涂層的硬質合金切削工具。
技術介紹
切削工具是機械加工制造領域常用的一種工具，在機械制造的切削過程中，切削工具與工件加工表面高速摩擦接觸，接觸表面產生極高的切削應力和高溫，溫度通?？蛇_700-1200℃，所以切削工具應具有高硬度、高強度、耐腐蝕、耐高溫等特性，但是在如此極端的工作環境下，一般的切削工具在工作一段時間后，都會出現多種形式的失效，切削工具的失效形式主要包括磨損、脆性損傷、裂紋、剝離、塑性形變等，由此所造成的消耗經常占總成本的3%-8%。目前機械加工領域最常用的切削工具為硬質合金材質類刀具。硬質合金是由硬質碳化物(通常為碳化鎢WC、TiC等)微米級粉末顆粒和質地較軟的金屬結合劑(Co)通過粉末冶金工藝生產的IVB、VB、VIB族金屬的碳化物、氮化物、硼化物等。由于硬度和熔點特別高，統稱為硬質合金。硬質合金常溫下硬度高(86HRA-93HRA，相當于69HRC-81HRC)，熱硬性強于高速鋼(可達900℃-1000℃，保持60HRC)。切削速度可達220m／min～300m／min。但硬質合金的抗彎強度和沖擊韌性都不如高速鋼，在使用過程中容易發生脆性損傷。一般在實際應用中，會在硬質合金表面沉積涂層來進一步提高硬質合金的性能，單一的涂層一般只能改善某一種性能，所以往往使用復合涂層，但是采用復合涂層存在涂層與硬質合金基體之間、不同涂層之間的粘結強度不夠，會導致涂層剝落分離。
技術實現思路
為解決上述問題，本專利技術目的是提供一種具有復合涂層的硬質合金切削工具，該切削工具涂層與硬質合金基體之間、不同涂層之間具有優異的粘結強度，涂層在使用過程中不易剝落，使得切削工具具有良好的高硬度、高強度、耐腐蝕、耐高溫、抗彎強度、沖擊韌性和使用壽命。為實現上述目的，本專利技術技術方案如下：一種切削工具，包括硬質合金基體和復合涂層。一種切削工具，硬質合金基體為WC-Co硬質合金，其中微米級WC的含量為70-90wt%，Co的含量為30-10wt%。一種切削工具的復合涂層由內至外依次為：基底涂層、內涂層、中間涂層、過渡涂層、外涂層。一種切削工具的復合涂層的制備包括以下步驟：（1）基底涂層的制備：以硬質合金WC-Co為基體，采用MT-CVD中溫化學氣相沉積技術，在CH3CN浸潤下，溫度700-900℃，沉積時間2-3小時，沉積室壓力20-30KPa，在基體表面制備一層0.5-1μm的基底涂層，所述的基底涂層為YC碳化釔或YN氮化釔；（2）內涂層的制備：采用與步驟（1）相同的工藝，在基底涂層的表面制備一層0.5-2μm的內涂層，所述的內涂層為TiCN氮碳化鈦；（3）中間涂層的制備：采用與步驟（1）相同的工藝，在內涂層的表面制備一層0.5-2μm的中間涂層，所述的中間涂層為TiN氮化鈦；（4）過渡涂層的制備：采用與步驟（1）相同的工藝，在中間涂層的表面制備一層1-3μm的過渡涂層，所述的過渡涂層為α-Al2O3；（5）外涂層的制備：采用與步驟（1）相同的工藝，在過渡涂層的表面制備一層3-5μm的外涂層，所述的外涂層為TiN氮化鈦。本專利技術的優點：利用本專利技術技術可有效解決現有技術中存在的切削工具表面涂層容易從基體剝離失效的問題，可有效提高基體與涂層之間的結合力，提高基體碳化鎢的強韌性，達到強度和韌性的一體化，實現高端耐磨耐高溫涂層工具的制備，可以廣泛用于碳鋼、低合金鋼、高合金鋼等材料的加工。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖。附圖標記：硬質合金基體1、基底涂層2、內涂層3、中間涂層4、過渡涂層5、外涂層6。具體實施例實施例1、一種切削工具，包括硬質合金基體1和復合涂層。一種切削工具，硬質合金基體1為WC-Co硬質合金，其中微米級WC的含量為70wt%，Co的含量為30wt%。一種切削工具的復合涂層由內至外依次為：基底涂層2、內涂層3、中間涂層4、過渡涂層5、外涂層6。一種切削工具的復合涂層的制備包括以下步驟：（1）基底涂層的制備：以硬質合金WC-Co為基體，采用MT-CVD中溫化學氣相沉積技術，在CH3CN浸潤下，溫度700-900℃，沉積時間2-3小時，沉積室壓力20-30KPa，在基體表面制備一層0.5-1μm的基底涂層，所述的基底涂層為YC碳化釔或YN氮化釔；（2）內涂層的制備：采用與步驟（1）相同的工藝，在基底涂層的表面制備一層0.5-2μm的內涂層，所述的內涂層為TiCN氮碳化鈦；（3）中間涂層的制備：采用與步驟（1）相同的工藝，在內涂層的表面制備一層0.5-2μm的中間涂層，所述的中間涂層為TiN氮化鈦；（4）過渡涂層的制備：采用與步驟（1）相同的工藝，在中間涂層的表面制備一層1-3μm的過渡涂層，所述的過渡涂層為α-Al2O3；（5）外涂層的制備：采用與步驟（1）相同的工藝，在過渡涂層的表面制備一層3-5μm的外涂層，所述的外涂層為TiN氮化鈦。實施例2、一種切削工具，包括硬質合金基體1和復合涂層。一種切削工具，硬質合金基體1為WC-Co硬質合金，其中微米級WC的含量為80wt%，Co的含量為20wt%。一種切削工具的復合涂層由內至外依次為：基底涂層2、內涂層3、中間涂層4、過渡涂層5、外涂層6。其余同實施例1。實施例3、一種切削工具，包括硬質合金基體1和復合涂層。一種切削工具，硬質合金基體1為WC-Co硬質合金，其中微米級WC的含量為90wt%，Co的含量為10wt%。一種切削工具的復合涂層由內至外依次為：基底層涂層2、內層涂層3、中間層涂層4、過渡層涂層5、外層涂層6。其余同實施例1。對比例1、一種切削工具，包括硬質合金基體1和復合涂層。一種切削工具，硬質合金基體1為WC-Co硬質合金，其中微米級WC的含量為70wt%，Co的含量為30wt%。一種切削工具的復合涂層，不包括基底涂層2，由內至外依次為：內涂層3、中間涂層4、過渡涂層5、外涂層6。其余同實施例1。對比例2、一種切削工具，包括硬質合金基體1和復合涂層。一種切削工具，硬質合金基體1為WC-Co硬質合金，其中微米級WC的含量為80wt%，Co的含量為20wt%。一種切削工具的復合涂層，不包括基底涂層2，由內至外依次為：內涂層3、中間涂層4、過渡涂層5、外涂層6。其余同實施例1。對比例3、一種切削工具，包括硬質合金基體1和復合涂層。一種切削工具，硬質合金基體1為WC-Co硬質合金，其中微米級WC的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種切削工具，包括硬質合金基體（1）和復合涂層，其特征在于：硬質合金基體（1）為WC?Co硬質合金，其中微米級WC的含量為70?90wt%，Co的含量為30?10wt%；復合涂層由內至外依次為：基底涂層（2）、內涂層（3）、中間涂層（4）、過渡涂層（5）、外涂層（6）。

【技術特征摘要】
1.一種切削工具，包括硬質合金基體（1）和復合涂層，其特征在于：硬質合金基體（1）為
WC-Co硬質合金，其中微米級WC的含量為70-90wt%，Co的含量為30-10wt%；復合涂層由內至
外依次為：基底涂層（2）、內涂層（3）、中間涂層（4）、過渡涂層（5）、外涂層（6）。
2.根據權利要求1所述的一種切削工具，其特征在于：復合涂層的制備包括以下步驟：
（1）基底涂層的制備：以硬質合金WC-Co為基體，采用MT-CVD中溫化學氣相沉積技術，在
CH3CN浸潤下，溫度700-900℃，沉積時間2-3小時，沉積室壓力20-30KPa，在基體表面制備一
層0.5-1μm的基底涂...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邱小林，熊建南，
申請(專利權)人：南昌理工學院，
類型：發明
國別省市：江西;36