一種金剛石涂層刀具的退涂方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種金剛石涂層刀具的退涂方法，屬于涂層刀具技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：將金剛石涂層刀具放入微波等離子體化學(xué)氣相沉積設(shè)備的腔室內(nèi)，抽真空，然后通入氮?dú)?，使腔室?nèi)壓力達(dá)到6~8kPa，設(shè)定微波的頻率為2.45GHz，功率為3~6kW或者選用微波的頻率為916MHz，功率不小于35kW的CVD涂層設(shè)備，升高溫度至300~500℃，以200~300sccm通入氧氣，保溫，完成退涂，得到刀具基體。本發(fā)明專利技術(shù)方法簡單，成本低廉，不使用對(duì)人體有危害的氣體，能夠有效去除金剛石涂層且無損基體，適用于規(guī)模化生產(chǎn)。

Coating method of diamond coated cutting tool

The present invention relates to a diamond coated tool back coating method, which belongs to the technical field of coated cutting tool, which comprises the following steps: diamond coated tools in the microwave plasma chemical vapor deposition chamber, vacuum pumping, and then pass into the nitrogen chamber pressure, which is up to 6~8kPa, set the microwave frequency is 2.45GHz, power frequency 3~6kW or use microwave for 916MHz, CVD coating equipment power of not less than 35kW, increasing the temperature of 300~500 Deg. C, 200~300sccm oxygen, heat insulation, complete back coating, get the tool matrix. The method has the advantages of simple method, low cost and no use of gas which is harmful to the human body. The diamond coating can be effectively removed and the matrix is not damaged, and the utility model is suitable for large-scale production.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種金剛石涂層刀具的退涂方法
本專利技術(shù)涉及一種金剛石涂層刀具的退涂方法，屬于涂層刀具

技術(shù)介紹
金剛石涂層是指利用化學(xué)氣相沉積法（簡稱CVD）在硬質(zhì)基體上合成金剛石涂層，隨著金剛石涂層技術(shù)的發(fā)展，這一技術(shù)已應(yīng)用到切削刀具上，這種刀具被稱為金剛石涂層刀具，其性能與天然金剛石接近，主要用于有色金屬及其合金（如硅鋁合金、銅合金），陶瓷，石墨等材料的切削加工，加工時(shí)，切削速度快，加工效率高，但金剛石涂層刀具涂層磨損或脫落后，需要立即更換刀具。金剛石涂層刀具相對(duì)于高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷等刀具價(jià)格昂貴，金剛石涂層刀具加工對(duì)硬質(zhì)基體要求比較苛刻，所以硬質(zhì)基體是金剛石涂層刀具的核心部件且其制造比較困難，因此，如果能夠?qū)⑼繉幽p或脫落的金剛石涂層刀具進(jìn)行退涂后重新涂層，可以大大降低金剛石涂層刀具的生產(chǎn)成本。金剛石涂層刀具退涂質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到再涂覆金剛石涂層質(zhì)量，進(jìn)而影響到金剛石涂層刀具的使用性能和使用壽命。目前，金剛石涂層刀具退涂主要采用物理退涂和化學(xué)退涂。物理退涂是指用機(jī)械的方法將膜層從機(jī)體上清除，主要包括噴砂法、機(jī)械加工磨削等，適用于不宜在化學(xué)溶液里浸泡的基材和對(duì)表面光潔度要求不高、對(duì)尺寸精度要求不高且表面形狀簡單、易于研磨拋光的刀具，但是該類方法的退涂效率較低，研磨去除較為困難，難以滿足規(guī)?；a(chǎn)的需要?；瘜W(xué)退涂是指在酸性或堿性的化學(xué)退除溶液中對(duì)刀具涂層進(jìn)行溶解，退涂的溶液與刀具表面的合金涂層起化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)退涂去除硬質(zhì)合金刀具上的金剛石涂層對(duì)操作者要求較高，需要相當(dāng)?shù)氖炀毘潭?，過度的化學(xué)退涂不僅將涂層去掉，還可能損壞硬質(zhì)合金材料的微觀結(jié)構(gòu)，影響使用性能，且化學(xué)退涂液對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)人體有一定的危害。專利CN105695949A（申請(qǐng)日2016.02.24）公開了一種金剛石涂層刀具退涂的方法，該方法主要金剛石涂層刀具在化學(xué)氣相沉淀設(shè)備中，加熱至350~420℃，采用3GHz微波產(chǎn)生等離子束，通入O2、Cl2、ClO2和HCl氣體處理，處理完后通入惰性氣體冷卻后再用丙酮清洗刀具基體，完成退涂。該專利中需要用到氧化性極強(qiáng)的Cl2和ClO2和具有腐蝕性的HCl氣體，且需要尾氣處理裝置，其后處理不能消除硬質(zhì)合金基體表面微觀結(jié)構(gòu)的不平整。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種金剛石涂層刀具的退涂方法，該方法簡單，成本低廉，不使用對(duì)人體有危害的氣體。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：一種金剛石涂層刀具的退涂方法，包括以下步驟，將金剛石涂層刀具放入微波等離子體化學(xué)氣相沉積設(shè)備的腔室內(nèi)，抽真空，然后通入氮?dú)?，使腔室?nèi)壓力達(dá)到6~8kPa，設(shè)定微波的頻率為2.45GHz，功率為3~6kW或者設(shè)置微波的頻率為916MHz，功率不小于35kW，升高溫度至300~500℃，以200~300sccm通入氧氣，保溫，得到刀具基體。所述的氮?dú)獾牧髁績?yōu)選為300sccm。優(yōu)選地，通過調(diào)節(jié)球閥控制氮?dú)獾牧髁俊Ｋ龅难鯕饬空伎倸饬康?0~50%，氧氣的量通過流量計(jì)控制，氧氣的濃度對(duì)退涂有重要的影響，氧氣量多，則刻蝕速度加快，有可能會(huì)破壞基體，氧氣量少則刻蝕金剛石涂層速率慢，可以有效保護(hù)基體免受氧氣破壞。所述金剛石涂層刀具在退涂前進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括預(yù)清洗處理和干燥，所述預(yù)清洗處理采用乙醇和丙酮的混合溶液作為清洗液，預(yù)清洗時(shí)間為20~40min；然后進(jìn)行干燥。所述干燥過程先使用壓縮空氣對(duì)金剛石涂層刀具表面進(jìn)行預(yù)干燥，然后烘干。優(yōu)選地，使用壓縮氣槍對(duì)表面進(jìn)行預(yù)干燥，然后使用烘箱對(duì)該刀具進(jìn)行進(jìn)一步干燥。通過退涂前預(yù)處理可以很好的除去金剛石涂層刀具表面的污染物，清潔金剛石涂層刀具的表面。所述抽真空至真空度達(dá)到1×10-2Pa以下。保溫時(shí)間由金剛石涂層的厚度、退涂速率進(jìn)一步確定，優(yōu)選的，保溫時(shí)間為10~60min。退涂后得到的金剛石刀具基體表面具有不平整的微觀結(jié)構(gòu)，采用噴砂處理，可以將其表面疏松的成分清理干凈。對(duì)退涂后得到的刀具基體進(jìn)行噴砂處理和清洗處理，所述清洗處理使用乙醇作為清洗液，用超聲進(jìn)行清洗。優(yōu)選地，所述噴砂處理的步驟為，將刀具基體裝載在夾具上，放置在全自動(dòng)干噴砂機(jī)設(shè)備中，進(jìn)行噴砂處理，然后再使用壓縮氣槍將刀具基體表面殘砂吹洗干凈。噴砂處理的參數(shù)為：噴嘴壓力1.5~2bar，噴砂時(shí)間10~30s。本專利技術(shù)金剛石涂層刀具的退涂方法采用微波等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)方法，在不損傷金剛石刀具基體的前提下，操作方法簡單，成本低廉。本專利技術(shù)的方法中不使用對(duì)人體有危害的有毒有害氣體，僅使用氧氣和氮?dú)猓⒉ǖ入x子體使用微波方式將腔體內(nèi)的氣體分解，從而用離化態(tài)的氧將金剛石涂層氧化掉，對(duì)環(huán)境友好，并極大的提高了金剛石涂層刀具退涂的效率，滿足規(guī)模生產(chǎn)的需要，實(shí)現(xiàn)工業(yè)加工的經(jīng)濟(jì)化。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實(shí)施例1本實(shí)施例以CNMG120408涂層刀具為例來說明本專利技術(shù)的退涂方法，具體退涂過程包括以下步驟：1）使用乙醇和丙酮的混合溶液，乙醇和丙酮體積比為2：1，對(duì)金剛石涂層刀具進(jìn)行超聲清洗，清洗時(shí)間為20min，清洗結(jié)束后，使用壓縮氣槍對(duì)刀具表面進(jìn)行預(yù)干燥，然后轉(zhuǎn)入烘箱，在80℃干燥1h；2）取步驟1）處理后的金剛石涂層刀具，放入微波等離子體化學(xué)氣相沉積設(shè)備腔室內(nèi)，抽真空至1×10-2Pa，然后以300sccm通入氮?dú)?，使腔室?nèi)壓力達(dá)到6kPa，調(diào)節(jié)設(shè)備微波頻率為2.45GHz，功率至3kW，升高溫度至300℃，以200sccm通入氧氣，保溫10min后，完成退涂，得到刀具基體。實(shí)施例2本實(shí)施例以CNMG120408涂層刀具為例來說明本專利技術(shù)的退涂方法，具體退涂過程包括以下步驟：1）使用乙醇和丙酮的混合溶液，乙醇和丙酮的得體積比為2：1，對(duì)金剛石涂層刀具進(jìn)行超聲清洗，清洗時(shí)間為30min，清洗結(jié)束后，使用壓縮氣槍對(duì)表面進(jìn)行預(yù)干燥，然后轉(zhuǎn)入烘箱，在80℃干燥1h；2）取步驟1）處理后的金剛石涂層刀具，放入微波等離子體化學(xué)氣相沉積設(shè)備腔室內(nèi)，抽真空至1×10-2Pa，然后通入氮?dú)猓ㄟ^調(diào)節(jié)球閥調(diào)節(jié)氮?dú)獾牧髁繛?00sccm，使腔室內(nèi)壓力達(dá)到7kPa，使用的設(shè)備微波頻率為2.45GHz，額定功率為10kW，調(diào)節(jié)功率至4.5kW，升高溫度至400℃，以250sccm通入氧氣，保溫30min，得到刀具基體；3）將步驟2）刀具基體裝載在夾具上，放置在全自動(dòng)干噴砂機(jī)設(shè)備中，噴嘴壓力1.5bar，噴砂時(shí)間10s，然后使用壓縮氣槍將刀具基體表面殘砂吹洗干凈，之后使用乙醇超聲清洗，完成退涂。實(shí)施例3本實(shí)施例以CNMG120408涂層刀具為例來說明本專利技術(shù)的退涂方法，具體退涂過程包括以下步驟：1）使用乙醇和丙酮的混合溶液，乙醇和丙酮的得體積比為2：1，對(duì)金剛石涂層刀具進(jìn)行超聲清洗，清洗時(shí)間為35min，清洗結(jié)束后，使用壓縮氣槍對(duì)表面進(jìn)行預(yù)干燥，然后轉(zhuǎn)入烘箱，在80℃干燥1h；2）取步驟1）處理后的金剛石涂層刀具，放入微波等離子體化學(xué)氣相沉積設(shè)備腔室內(nèi)，抽真空至1×10-2Pa，然后通入氮?dú)?，通過調(diào)節(jié)球閥調(diào)節(jié)氮?dú)獾牧髁繛?00sccm，使腔室內(nèi)壓力達(dá)到8kPa，使用的設(shè)備微波頻率為916MHz，調(diào)節(jié)功率至35kW，升高溫度至450℃，以250sccm通入氧氣，保溫45min，得到刀具基體；3）將步驟2）刀具基體裝載在夾具上，放置在全自本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種金剛石涂層刀具的退涂方法，其特征是：包括以下步驟：將金剛石涂層刀具放入微波等離子體化學(xué)氣相沉積設(shè)備的腔室內(nèi)，抽真空，然后通入氮?dú)?，使腔室?nèi)壓力達(dá)到6~8kPa，設(shè)置微波的頻率為2.45GHz、功率為3~6kW或者選用微波的頻率為916MHz、功率不小于35kW，升高溫度至300~500℃，以200~300sccm通入氧氣，保溫，得到刀具基體。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種金剛石涂層刀具的退涂方法，其特征是：包括以下步驟：將金剛石涂層刀具放入微波等離子體化學(xué)氣相沉積設(shè)備的腔室內(nèi)，抽真空，然后通入氮?dú)?，使腔室?nèi)壓力達(dá)到6~8kPa，設(shè)置微波的頻率為2.45GHz、功率為3~6kW或者選用微波的頻率為916MHz、功率不小于35kW，升高溫度至300~500℃，以200~300sccm通入氧氣，保溫，得到刀具基體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金剛石涂層刀具的退涂方法，其特征是：所述金剛石涂層刀具在退涂前進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括預(yù)清洗處理和干燥，所述預(yù)清洗處理采用乙醇和丙酮的混合溶液作為清洗液，預(yù)清洗時(shí)間為20~40min。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許立，趙亞晴，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：富耐克超硬材料股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：河南,41