[发明专利]具有颜色层的金刚石涂层刀具及其制备方法、加工设备

说明书

本发明公开了一种具有颜色层的金刚石涂层刀具及其制备方法、加工设备，涉及金刚石涂层刀具技术领域。具有颜色层的金刚石涂层刀具包括金刚石涂层刀具基体，以及依次设置于所述金刚石涂层刀具基体表面的过渡层和颜色层；所述颜色层包括过渡金属或其合金的化合物层，所述化合物包括氮化物、氮硅化物、硼化物或氧化物，且所述颜色层不包括黑灰色系层；所述过渡层包括依次与所述金刚石涂层刀具基体表面接触的碳层、所述过渡金属的碳化物层和所述过渡金属的碳的所述化合物层。本发明缓解了金刚石涂层刀具颜色单调、不美观的缺陷，本发明通过设置颜色层不仅增加了刀具色彩性，而且颜色层结合力好，不易脱落。

技术领域

本发明涉及金刚石涂层刀具技术领域，具体而言，涉及一种具有颜色层的金刚石涂层刀具及其制备方法、加工设备。

背景技术

金刚石涂层刀具广泛应用于石墨、复合材料以及高硅AlSi合金等难加工材料的切削加工。实际生产中常用热丝化学气相沉积法(HFCVD)在不同硬质合金刀具表面制备金刚石涂层，由于制备的金刚石涂层颜色为黑色或黑灰色，因此，金刚石涂层刀具的颜色较为单调，刀具不美观，不能满足人们对于美感的需求，此外也不利于对不同类型的刀具进行分辨。

目前研究鲜有针对金刚石涂层颜色单调不美观的问题提出解决方案的。专利CN105624677A提出了一种硬质合金刀具表面金刚石/TiAlN复合涂层制备方法，是为了提高金刚石涂层的耐高温氧化性在金刚石涂层刀具表面制备了TiAlN层，但TiAlN层颜色扔为黑灰色并未改变金刚石涂层刀具表面颜色。市面上还未出现具备不同彩色(彩色)的金刚石涂层刀具。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种具有颜色层的金刚石涂层刀具，颜色层改变了金刚石涂层刀具颜色单一、不美观的问题，同时通过过渡层的过渡颜色层结合力好。

本发明的目的之二在于提供一种具有颜色层的金刚石涂层刀具的制备方法，采用物理气相沉积方式在金刚石涂层刀具基体上依次沉积过渡层和颜色层，可操作性强、可控性好、易于实施，便于大规模连续化工业生产。

本发明的目的之三在于提供一种加工设备，加工设备包括上述具有颜色层的金刚石涂层刀具或上述具有颜色层的金刚石涂层刀具的制备方法制得的金刚石涂层刀具。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

第一方面，提供了一种具有颜色层的金刚石涂层刀具，包括金刚石涂层刀具基体，以及依次设置于所述金刚石涂层刀具基体表面的过渡层和颜色层；

所述颜色层包括过渡金属或其合金的化合物层，所述化合物包括氮化物、氮硅化物、硼化物或氧化物，且所述颜色层不包括黑灰色系层；

所述过渡层包括依次与所述金刚石涂层刀具基体表面接触的碳层、过渡金属的碳化物层和过渡金属的碳的化合物层，化合物包括氮化物、氮硅化物、硼化物或氧化物。

优选地，在本发明技术方案的基础上，所述过渡金属包括钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、银、金、铁、钨、铼或铱中的任意一种。

优选地，在本发明技术方案的基础上，所述颜色层为TiN层、TiSiN层、TiAlSiN层或TiB₂层。

优选地，在本发明技术方案的基础上，所述颜色层的厚度为0.5～2μm，优选0.8～1.5μm，进一步优选为0.8～1.2μm。

优选地，在本发明技术方案的基础上，所述过渡层的厚度为0.3～0.6μm；所述碳层的厚度为0.1～0.2μm；所述过渡金属的碳化物层的厚度为0.1～0.2μm。

第二方面，提供了一种上述具有颜色层的金刚石涂层刀具的制备方法，包括以下步骤：