本發明專利技術涉及一種涂層硬質合金銑削刀片，該涂層硬質合金銑削刀片用于鑄鐵，例如球墨鑄鐵（ＮＣＩ）、灰口鑄鐵（ＧＣＩ）、等溫淬火球墨鑄鐵（ＡＤＩ）和蠕墨鑄鐵（ＣＧＩ）的濕式加工或干式加工，其中需要高的耐磨性和克服熱裂紋優良的抵抗力，該涂層硬質合金銑削刀片包括：基底，該基底包括５－７ｗｔ％的Ｃｏ、１４０－２５０ｐｐｍ的Ｔｉ＋Ｔａ、和余量ＷＣ；和ＰＶＤ層，該ＰＶＤ層由Ａｌ↓［ｘ］Ｔｉ↓［１－ｘ］Ｎ構成，其中ｘ＝０．５０－０．７０，并且具有１－１０μｍ的厚度。本發明專利技術還涉及用于制造切削工具刀片的方法。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及用于鑄鐵例如球墨鑄鐵(NCI)、灰口鑄鐵(GCI)、等溫淬火球墨鑄鐵(ADI)和致密石墨鑄鐵(CGI)的濕式加工或干式加工的涂層硬質合金銑削刀片，其中需要高耐磨性和克服熱裂紋的優良抵抗力。
技術介紹
鑄鐵具有在不同類之間而且在某一類內能夠顯著改變的可加工性。材料內的化學成分和/或顯微結構的微小變化可明顯地影響工具的使用壽命。這些變化可能涉及所使用的鑄造技術，例如冷卻條件。利用某種冷卻劑通過涂層硬質合金刀片頻繁地加工鑄鐵，并且當刀片進入和離開工件時相關的熱循環通常在垂直于邊緣線的切削刃中產生熱致裂紋，通常所說的梳形裂紋。這些梳形裂紋生長到基底中，并最終導致切削刃的破碎和劣化。就耐磨性而論，由于非金屬夾雜物和/或鑄件表皮，鑄鐵還非常勞神，因此已通常使用CVD涂層刀片，例如根據US5,912,051、US942,318、US6,767,583。WO2006/043421公開了硬質合金，該硬質合金包括具有作為硬質相的0.3μm或更小平均顆粒直徑的WC和作為粘結相的5.5-15wt％的至少一種鐵族金屬元素，并且除以上的硬質相和粘結相之外，還包括0.005-0.06wt％的Ti、Cr，其相對于粘結相的重量比為0.04-0.2，以及不可避免的雜質的余量。尤其地，該硬質合金不包含Ta。目前已令人驚奇地發現對于在上述切削操作中普遍存在的不同磨損類型而言，能夠通過具有如下成分的切削工具刀片而獲得具有改良特性的切削工具刀片，該切削工具刀片包括硬質合金主體，該硬質合金主體具有W合金粘結相，并具有良好均衡的化學成分和特定晶粒尺寸的WC，并與具有特定Al和Ti比率的PVD涂層(Al、Ti)N-層相結合。
技術實現思路
根據本專利技術，提供具有硬質合金主體和涂層的涂層切削工具刀片。硬質合金主體具有如下成分5-7、優選5.5-6.5、最優選5.8-6.2wt％的Co；140-250、優選160-225、最優選175-200ppm的Ti+Ta；和余量WC。Ti/Ta的重量比在0.8-1.3的范圍內，優選在0.9-1.2的范圍內。硬質合金主體還包含較少量的其它元素，不過在對應于技術雜質的水平上。矯頑性、Hc為15.5-19.5kA/m，優選為17.0-18.7kA/m。對鈷粘結相與一定量的W進行合金化，使得硬質合金切削刀片具有期望性能。粘結相中的W影響鈷的磁性，并因此與CW比率值相關，其限定為CW-比率＝磁性％Co/wt％Co，其中磁性％Co是磁性Co的重量百分數，而wt％Co是Co在硬質合金的重量百分數。根據合金化的程度，該CW-比率能夠在1和大約0.75之間變化。較低的CW-比率對應于較高的W含量，并且CW-比率＝1實際上對應于在粘結相中沒有W。根據本專利技術，如果硬質合金主體具有0.81-0.95、優選0.85-0.92、并且最優選0.86-0.89的CW-比率，則實現改良的切削性能。硬質合金也可包含少量的、＜1體積％的η-相(M6C)，而無任何不利影響。根據本專利技術，在硬質合金中不應存在游離石墨。根據本專利技術的刀片在前刀面上設有0.5-15μm優選1-10μm更優選1-5μm的(Al、Ti)N-層，在后刀面上設有2-7μm的(Al、Ti)N-層。通過例如微探針或EDS測量的包括可選內部粘結層和外部著色層的整個層的化學計量是AlxTi1-xN，其中x為0.5-0.7，優選為0.6-0.7。在優選實施例中，存在b＝0.8-0.9、優選0.82-0.85的外部TibAl1-bN層，該外部TibAl1-bN層具有足以給出可視的、均質的古銅色外觀的厚度，優選0.1-1μm厚。本專利技術還涉及通過粉末冶金技術制造切削刀片的方法，該粉末冶金技術包括對形成硬質成分和粘結相的粉末進行濕磨、將碾磨過的混合物壓緊成具有期望的形狀和尺寸的主體并燒結。根據該方法，提供基底，該基底包括5-7、優選5.5-6.5、更優選5.8-6.2wt％Co；140-250、優選160-225、最優選175-200ppm的Ti+Ta；和余量WC。Ti/Ta重量比在0.8-1.3優選在0.9-1.2的范圍內。選擇制造條件以獲得燒結態結構，該燒結態結構具有15.5-19.5kA/m優選17.0-18.7kA/m的矯頑性Hc；和如上限定的0.81-0.95、優選0.85-0.92、最優選0.86-0.89的CW-比率。硬質合金主體還可以包含較少量的其它元素，但是在對應于技術雜質的水平上。涂層淀積在該基底上，該涂層包括均質的AlxTi1-xN層，其中x＝0.5-0.7、優選0.6-0.7，在前刀面上具有0.5-15μm優選1-10μm、最優選1-5μm的總厚度，并且在后刀面上具有2-7μm的總厚度。在N2或混合的N2+Ar氣氛中，利用兩對或三對由純Ti和/或TiAl合金構成的電弧源，利用陰極電弧蒸鍍來淀積該層。在優選實施例中，淀積b＝0.8-0.9優選0.82-0.85的外部TibAl1-bN層，該外部TibAl1-bN層具有足以給出可視的、均質的古銅色外觀的厚度，優選0.1-1μm厚。本專利技術還涉及在具有切削數據Vc＝100-400m/min和fz＝0.05-0.4mm/齒的濕式和干式條件下上述切削工具刀片在灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、等溫淬火球墨鑄鐵和蠕墨鑄鐵的銑削中的使用。具體實施例方式實例1(專利技術)硬質合金銑削毛坯從粉末被壓成以下類型R390-170408M-KM、R290-12T308M-KM、R245-12T3M-KH、R245-12T3E-KL和R300-1648M-KH，該粉末具有6.0wt％的Co、190ppm的Ti+Ta并具有1.06的Ti/Ta-比率(按重量計算)和余量WC的成分，并通過普通技術在1410℃燒結，給出燒結態刀片，利用來自Foerster儀器公司的FRSTER KOERZIMAT CS 1.096進行測量時，該燒結態刀片具有對應于1.7μm平均WC晶粒尺寸的18.1kA/M的Hc值、和對應于0.88的CW-比率的5.3wt％的磁性Co含量。利用常規方法將該刀片邊緣圓化成35μm的半徑然后如下涂層通過陰極電弧蒸鍍來淀積(Ti、Al)N-層。通過安裝在3重折疊旋轉基底臺上的刀片，該層從Ti33Al67-靶淀積。電弧蒸鍍在N2氣氛中進行。在前相上總層厚度為3.3μm，距邊緣線的距離在0.3mm內，在刀片的間隙側上總層厚度為4.2μm。刀片涂有具有0.2μm厚度的Ti0.84Al0.16N最終外部層以產生古銅色。實例2(參考例)根據公知技術制造或從市場上著名的競爭者購買具有如表1所述的成分的硬質合金銑削刀片。表格1 *)前/后刀面實例3-10的說明以下表達/術語普遍使用在金屬切削中，并在以下的表格中說明Vc(m/min)以米每分鐘為單位的切削速度Fz(mm/齒)以毫米每齒為單位的進料速度Z(數量)刀具中的刀片數量Ae(mm) 以毫米為單位切入的徑向深度Ap(mm) 以毫米為單位切入的軸向深度D(mm)以毫米為單位的刀具直徑實例3測試來自實例1根據本專利技術的刀片，并與參考例A以及用于相同應用的市場上可買到的競爭者等級對比例1相比較。根據本專利技術的刀片和參考例A具有R390-170408MKM的幾何形狀，并且刀片對比例1具有適于相同應用領域本文檔來自技高網...
【技術保護點】
包括硬質合金基底和涂層的切削工具刀片，其特征在于：該基底包括：５－７、優選５．５－６．５ｗｔ％的Ｃｏ；１４０－２５０、優選１６０－２２５ｐｐｍ的Ｔｉ＋Ｔａ；和余量ＷＣ，且Ｔｉ／Ｔａ重量比為０．８－１．３、優選０．９－１．２，矯頑性Ｈｃ為１５．５－１９．５ｋＡ／ｍ、優選１７．０－１８．７ｋＡ／ｍ，且ＣＷ－比率為０．８１－０．９５、優選０．８５－０．９２，并且該涂層包括Ａｌ↓［ｘ］Ｔｉ↓［１－ｘ］Ｎ均質層，其中ｘ＝０．５－０．７、優選０．６－０．７，在前刀面上具有０．５μｍ－１５μｍ、優選１μｍ－１０μｍ、更優選１μｍ－５μｍ的總厚度，在后刀面上具有２μｍ－７μｍ的總厚度。
【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：萊夫阿克松，托里爾米爾特韋特，伊布拉尼姆薩迪克，
申請(專利權)人：山特維克知識產權股份有限公司，
類型：發明
國別省市：SE[瑞典]
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