[发明专利]加工铝材用涂层刀片及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201010158511.8 申请日: 2010-04-28
公开(公告)号: CN101837475A 公开(公告)日: 2010-09-22
发明(设计)人: 李屏;王社权;徐令斌;王芳;冯震 申请(专利权)人: 株洲钻石切削刀具股份有限公司
主分类号: B23B27/00 分类号: B23B27/00;B23P15/28
代理公司: 湖南兆弘专利事务所 43008 代理人: 赵洪
地址: 412007 *** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 加工 铝材用 涂层 刀片 及其 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种切削刀片及其制备方法,尤其涉及一种加工有色金属用涂层刀片及其制备方法。

背景技术

在金属切削领域,一股根据被加工金属特性把被加工金属分为P(钢材)、M(不锈钢)、K(铸铁)、N(有色金属)、S(耐热合金和钛合金)和H(淬火钢)几个大类。而铝材在有色金属领域中的量大面广,其切削特点是熔点低,切屑韧性较好,且铝材切屑容易在刀片前刀面的上表面上粘结。切屑与前刀面粘结会产生以下消极影响:一是使前刀面发生严重的粘结磨损,切屑流动不畅,从而导致切削力增加,切削热增加,最终使得刀具的寿命变短;二是前刀面切屑的粘结,容易在刀片的前刀面上形成积屑瘤,造成加工工件表面的光洁度达不到要求。

现有切削刀片的生产工艺流程是在刀片烧结后先对前刀面进行抛光处理,然后研磨形成刃口,其工艺流程如图1所示。如图1所示工艺加工得到的铝材加工用切削刀片其外表全部为硬质合金,而且其前刀面是硬质合金抛光面,这样的切削刀片耐磨损性能较差,刀片的使用寿命不长。

随着切削刀片加工技术的不断发展,涂层的先进性开始在金属切削领域得到广泛的应用。在现有较为先进的切削刀片中,出现有各种形式的复合涂层刀片,也出现有在复合涂层基础上去除部分涂层的加工技术(例如通过喷砂或刷子处理涂层刀片),但其去涂层加工目的是在刀片局部去除化学性质稳定性相对较差的涂层物质,进而暴露出化学性质更为稳定的涂层物质作为与被加工金属接触的接触面,在其他部位可保留最外层稳定性相对较差的涂层物质以作为切削时磨损检测的易识别标志。当然,一股的喷砂处理涂层也不能等同于加工铝材用涂层刀片中的抛光技术,因为根据处理目的的不同,喷砂可能是用来进行粗糙化、用来进行金属表面的拉丝、或者直接用于去除多余涂层或毛刺等等,因此经普通的喷砂处理并不一定能达到抛光效果,换句话说,经普通喷砂处理后的涂层刀片并不能当然应用于铝材的加工。

随着PVD涂层技术的发展和普及,一些刀片生产商也开始尝试将涂层的优越性应用于加工铝材的硬质合金刀片上。根据我们多年的生产实践经验,具有优异性能的铝材加工刀应当具备两个条件:抛光的前刀面和锋利的刃口。

铝材加工刀片后刀面与工件是近乎线接触,后刀面的磨损不是我们的关注点,而前刀面与切屑是面接触,切削热和切削力主要集中于前刀面,因此前刀面的改进上会取得事半功倍的效果。但现有的涂层刀片并未有将后刀面涂层全部磨削除去而只保留前刀面涂层的做法,因为按照人们多年来形成的思维定势,切削刀片都应尽可能利用后刀面的涂层物质以提高耐磨性。此外,现有的涂层刀片涂覆的涂层表面存在粗糙度高的缺陷,如果为克服粗糙度高的缺陷而对已经形成刃口的刀片进行涂层后抛光,则会影响到铝材加工刀的第二个必备条件------锋利的刃口。

现有刀片的刃口有两种:锋利的刃口和钝化了的刃口。钝化了的刃口其特点是有足够的刃口强度和低程度的涂层应力集中,在涂层后可以承受喷砂或刷子的机械处理以去除部分涂层,并保持刃口几何微区形状处理设计状态。而锋利的刃口本身强度低,涂层后则涂层应力过于集中,刃口更加脆弱,涂层后再进行机械处理就容易造成对刃口的破坏(如微崩),不符合刀片的刃口微区设计要求。因为铝材质地较软、较黏,因此铝材加工刀的刃口需要非常的锋利;但如果铝材加工刀的锋利刃口一旦制备好,就不可以再对涂层进行机械处理。

因此,现有市场上很难发现专门针对铝材进行加工的性能优异的涂层刀片。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种抗粘结磨损能力强、加工效率高、成本小且使用寿命长的加工铝材用涂层刀片,还提供一种工艺简单、成本小的加工铝材用涂层刀片的制备方法。

为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为一种加工铝材用涂层刀片,所述涂层刀片包括一硬质合金基体,该硬质合金基体设有位于其顶部的前刀面和位于其侧部的后刀面,所述前刀面和后刀面相交形成有刃口,所述前刀面和任意相邻的两后刀面相交形成刀尖,所述前刀面上涂覆有经过抛光的、且与铝材亲和能力低的涂层,所述后刀面为研磨后形成的硬质合金磨削面;所述前刀面和后刀面相交形成的刃口是未经过钝化处理的呈线性延伸的(经过钝化处理后刃口往往是呈曲面延伸)锋利刃口。

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