[发明专利]一种复合硬质涂层刀具及其制备方法

权利要求书

1.一种复合硬质涂层刀具，其特征在于：包括刀具基体、通过选区激光熔化成形的18Ni300/316L合金复合基层、通过双辉等离子表面冶金沉积成型的Ni-Cr复合涂层所形成的中间层以及最后激光熔覆碳化钨合金粉末/碳化铬合金粉末/镍基合金粉末复合而成的刀面。

2.根据权利要求1所述的一种复合硬质涂层刀具，其特征在于：所述基层所使用的18Ni300合金粉末与316L合金粉末的重量比例为7.6:2.4；所述基层所采用的选区激光熔化成形技术的工艺参数如下：

激光功率：180.0-200.0W；

扫描速度：190.0-210.0mm/s；

铺粉层厚度：25.0-30.0μm；

扫描间距：65.0-80.0μm。

3.根据权利要求1所述的一种复合硬质涂层刀具，其特征在于：所述中间层所使用的Ni-Cr合金片中Ni:Cr的重量比例为8.1:1.9；所述中间层工艺参数如下：

目标电极电压：800.0-1000.0V；

目标电极电流：1.0-3.0A；

试样电极电压：200.0-400.0V；

试样电极电流：1.0-3.0A；

目标距离：5.0-15.0mm；

电极距离：10.0-20.0mm；

加工温度：800.0-1000.0℃；

工作压力：45.0-65.0Pa；

沉积时间：1.0-6.0h。

4.根据权利要求1所述的一种复合硬质涂层刀具，其特征在于：所述刀面所使用的碳化钨合金粉末/碳化铬合金粉末/镍基合金粉末的重量含量为：23.2％、34.7％、42.1％；所述刀面工艺参数如下：

激光功率：1600.0-2500.0W；

光斑直径：1.5-2.5mm；

送粉量：55.0-75.0g/min；

熔覆速度：1.0-6.0mm/s；

搭接率：10.0％-20.0％；

保护器流量：0.4-0.8m³/h。

5.根据权利要求1所述的一种复合硬质涂层刀具，其特征在于：所述18Ni300合金粉末与316L合金粉末粒径为-50目。

6.根据权利要求1所述的一种复合硬质涂层刀具，其特征在于：所述碳化钨合金粉末/碳化铬合金粉末/镍基合金粉末粒径为150目。

7.一种复合硬质涂层刀具制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下步骤：

步骤100：基体清洗；

步骤200：选区激光熔化成型形成基层；

步骤300：基层近净成形；

步骤400：双辉等离子表面冶金形成中间层；

步骤500：中间层近净成形；

步骤600：激光熔覆形成刀面；

步骤700：刀面近净成形。

8.根据权利要求7所述的一种复合硬质涂层刀具制备方法，其特征在于：所述步骤200还包括以下步骤：

步骤210：真空惰性气体雾化法制备18Ni300合金粉末与316L合金粉末；

步骤220：真空干燥箱对18Ni300合金粉末与316L合金粉末进行干燥烘干，处理后放入送粉器；

步骤230：规划加工路径；

步骤230：刀具基体预热至100-200℃；

步骤240：设置工艺参数；

步骤250：加工；

步骤260：冷却。

9.根据权利要求7所述的一种复合硬质涂层刀具制备方法，其特征在于：所述步骤400还包括以下步骤：

步骤410：基层表面磨削抛光至粗糙度＜0.2μm，丙酮超声清洗10min后烘干，无水乙醇超声清洗10分钟后烘干；

步骤420：设定工艺参数；

步骤430：基层预热；

步骤440：加工；

步骤450：冷却。

10.根据权利要求7所述的一种复合硬质涂层刀具制备方法，其特征在于：所述步骤600还包括以下步骤：

步骤610：中间层表面丙酮超声清洗10min后烘干，无水乙醇超声清洗10分钟后烘干；

步骤620：中间层喷砂处理；

步骤630：真空惰性气体雾化法制备碳化钨合金粉末/碳化铬合金粉末/镍基合金粉末；

步骤640：真空干燥箱对碳化钨合金粉末/碳化铬合金粉末/镍基合金粉末进行干燥烘干，处理后放入送粉器；

步骤650：规划加工路径；

步骤660：设定工艺参数；

步骤670：加工；

步骤680：冷却。