硬质合金涂层及其制备方法、刀具技术

本申请硬质合金涂层及其制备方法、刀具。硬质合金涂层的制备方法，包括如下步骤，通过磁控溅射在基体表面沉积钛层，通过电弧镀在所述钛层表面沉积氮化铬层，通过磁控溅射在所述氮化铬层表面沉积氮化钛层，通过磁控溅射和电弧镀结合方式通过钛柱靶和铬弧靶在所述氮化钛层表面沉积氮化钛铬层。硬质合金涂层包括依次形成于基体表面的钛层、氮化铬层、氮化钛层及氮化钛铬层，以原子百分比计，所述硬质合金涂层中各元素的原子占比为氮：铬：钛＝40％

【技术实现步骤摘要】
硬质合金涂层及其制备方法、刀具


[0001]本申请涉及机械制造金属切削刀具领域，具体涉及一种硬质合金涂层及其制备方法、刀具。

技术介绍

[0002]目前，涂层刀具都具有良好的热稳定性，部分涂层刀具的涂层还具有高热导率的特性。在使用刀具进行切削时，由于切削热过多且快速传导到基体上引起基体的软化失效，从而影响刀具的加工效率和质量。相反的，部分涂层刀具的涂层具有低热导率的特性，在刀具进行切削时，涂层发挥良好的隔热作用的同时，还阻隔了切削热沿着基体表面的方向传递导出。然而，这极易引起刀尖积热，从而导致刀具的涂层发生粘结并磨损，进而降低刀具的使用寿命和加工效率。

技术实现思路

[0003]鉴于上述状况，有必要提供一种硬质合金涂层刀具及其制备方法、刀具，以解决刀尖积热问题，同时防止刀具基体软化失效影响加工质量和加工效率。
[0004]本申请实施例提供一种硬质合金涂层的制备方法，包括如下步骤：
[0005]通过磁控溅射在基体表面沉积钛层；
[0006]通过电弧镀在所述钛层表面沉积氮化铬层；
[0007]通过磁控溅射在所述氮化铬层表面沉积氮化钛层；
[0008]通过磁控溅射和电弧镀结合方式通过钛柱靶和铬弧靶在所述氮化钛层表面沉积氮化钛铬层。
[0009]在一些实施例中，沉积所述钛层过程中开启T1时间的铬弧靶。
[0010]在一些实施例中，沉积钛层时，控制所述铬弧靶的开启时间为在所述基体表面沉积a含量的铬，以原子百分比计，所述铬的含量满足a＝1％
‑/>5％。
[0011]在一些实施例中，沉积钛层时，所述铬弧靶在开启所述钛柱靶后开启。
[0012]在一些实施例中，沉积钛层的步骤包括：
[0013]开启所述钛柱靶的电流，打开氩气，随后开启所述铬弧靶的电流，维持所述铬弧靶开启T1时间，维持所述钛柱靶开启T2时间；
[0014]升高所述钛柱靶的电流，关闭所述铬弧靶电流，维持T3时间；
[0015]所述T3≥T2。
[0016]本申请实施例提出一种硬质合金涂层，使用上述任一项所述制备方法制备得到，包括依次形成于基体表面的钛层、氮化铬层、氮化钛层及氮化钛铬层，其中，
[0017]以原子百分比计，所述硬质合金涂层中各元素的原子占比为氮：铬：钛＝40％
‑
50％：15％
‑
25％：30％
‑
35％。
[0018]在一些实施例中，所述钛层的厚度范围为0.8μm
‑
1μm、所述氮化铬层的厚度范围为0.4μm
‑
0.6μm、所述氮化钛层的厚度范围为0.9μm
‑
1.1μm及所述氮化钛铬层的厚度范围为
1.1μm
‑
1.5μm。
[0019]本申请实施例还提供一种刀具，包括：
[0020]刀具基体；
[0021]上述任一项所述的硬质合金涂层，所述硬质合金涂层形成于所述刀具基体的表面。
[0022]在一些实施例中，所述刀具基体为硬质合金基体。
[0023]在一些实施例中，按质量百分比计，所述刀具基体含1
‑
3％的钴。
[0024]上述刀具通过磁控溅射在刀具基体表面沉积钛层，通过电弧镀在钛层表面沉积氮化铬层，通过磁控溅射在氮化铬层表面沉积氮化钛层，通过磁控溅射和电弧镀结合方式通过钛柱靶和铬弧靶在氮化钛层表面沉积氮化钛铬层。相对于现有技术，本申请的硬质合金涂层在保持涂层的结合力和热稳定性的同时，还具有低热导率的特性，提高了涂层的隔热性能，从而避免刀具产生刀尖积热，进而提高了刀具的使用寿命和加工效率。
附图说明
[0025]图1为本申请一实施例提供的硬质合金涂层的制备方法流程图。
[0026]图2为本申请一实施例提供的硬质合金涂层的结构示意图。
[0027]图3为本申请一实施例提供的刀具的结构示意图。
[0028]图4为本申请的实施例和对比例的效果图。
[0029]主要元件符号说明
[0030]刀具
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100
[0031]硬质合金涂层
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10
[0032]钛层
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20
[0033]氮化铬层
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30
[0034]氮化钛层
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40
[0035]氮化钛铬层
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50
[0036]基体
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60
[0037]刀具基体
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70
具体实施方式
[0038]下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0039]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在
本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0040]在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0041]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬质合金涂层的制备方法，包括如下步骤：通过磁控溅射在基体表面沉积钛层；通过电弧镀在所述钛层表面沉积氮化铬层；通过磁控溅射在所述氮化铬层表面沉积氮化钛层；通过磁控溅射和电弧镀结合方式通过钛柱靶和铬弧靶在所述氮化钛层表面沉积氮化钛铬层。2.如权利要求1所述的制备方法，其中：沉积所述钛层过程中开启T1时间的铬弧靶。3.如权利要求2所述的制备方法，其中：沉积钛层时，控制所述铬弧靶的开启时间为在所述基体表面沉积a含量的铬，以原子百分比计，所述铬的含量满足a＝1％
‑
5％。4.如权利要求2所述的制备方法，其中：沉积钛层时，所述铬弧靶在开启所述钛柱靶后开启。5.如权利要求2所述的制备方法，其中，沉积钛层的步骤包括：开启所述钛柱靶的电流，打开氩气，随后开启所述铬弧靶的电流，维持所述铬弧靶开启T1时间，维持所述钛柱靶开启T2时间；升高所述钛柱靶的电流，关闭所述铬弧靶电流，维持T3时间；所述T3≥T2。6.一种硬质合金涂层，使用如权利要求1
‑
5中任一项所述制备方法制备得到，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，李敏超，周铁军，南应斗，张艳杰，
申请(专利权)人：富泰华精密电子济源有限公司，
类型：发明
国别省市：