[发明专利]金刚石涂层刀具及其在纤维复合材料加工中的应用

权利要求书

1.一种金刚石涂层刀具，包括钻尖、刃部和柄部，其特征在于：

①基体材料为Co的质量百分含量为低于6％的硬质合金；

②刀具的钻尖和刃部为金刚石涂层涂覆；

③刀具的头部为钻铣一体结构，钻尖顶角为135°和90°双顶角或顶角为5-10°盘角。

2.按权利要求1所述的涂层刀具，其特征在于涂覆的金刚石涂层厚度为10-30μm。

3.按权利要求1所述的涂层刀具，其特征在于与钻尖相连的刃部的切削刃由左右旋对称交错的螺旋槽构成切削单元，左右槽数相等。

4.按权利要求3所述的涂层刀具，其特征在于所述的螺旋槽的槽数根据刀具刃径不同而变化，直径越大、刃数越多。

5.按权利要求1所述的涂层刀具，其特征在于所述钻铣一体结构的中间是钻头的刃型，周围是铣刀的刃型。

6.制作如权利要求1-5中任一项所述的涂层刀具的方法，其特征在于制作步骤包括：

(1)选择合适的硬质合金基体材料；

(2)进行刀具的成型加工；

(3)刀具涂层的预处理；

(4)利用热丝CVD在刀具钻尖和刃部表面制备金刚石涂层。

7.按权利要求6所述的制作方法，其特征在于：

(1)步骤1中所述的硬质合金基体材料选用Co的质量百分含量控制在6％以内，粒径尺寸为1-3μm之间；

(2)步骤2中成型加工时前刀面角度10-12°，开槽直接形成，后刀面角度18-25°，后角刃面开槽直接磨出；

(3)步骤3涂层预处理是指使用双氧水进行腐蚀，在硬质合金基体材料表面形成微孔，再用乙醇溶液在超声波中清洗、晾干；

(4)步骤4热丝CVD的温度1800-2000℃，硬质合金基体的温度控制在800-1000℃涂层的涂覆是在甲烷和氢气的混合气体中进行的。

8.按权利要求7所述的制作方法，其特征在于步骤4的CH₄/H₂的体积比为0.2-0.3，反应压力为0.16-10kPa。

9.按权利要求1-5中任一项所述的涂层刀具的应用，其特征在于用于碳纤维或玻璃纤维复合材料板材的镂空、铣边或钻孔。

10.按权利要求9所述的应用，其特征在于钻尖顶角为135°和90°双顶角结构适用于较厚板材的加工；顶角为5°-10°盘角适用于较薄板材的加工。