[发明专利]一种复合硬质涂层刀具及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合硬质涂层刀具及其制备方法，属于刀具加工领域，复合硬质涂层从内至外依次为基层、过渡层、表层、面层；本发明的特点在于将金属粉末、陶瓷粉末进行结合，分别采用超音速喷涂、激光熔覆法进行分别处理；处理后的涂层既保持了金属粉末的冶金结合能力，使得涂层牢固不易脱落，同时也保持了陶瓷粉末的高硬度、耐高温的性能；涂层整体较为平整均匀，提高了刀具的耐热性、稳定性；各层之间冶金结合牢固，提高涂层寿命，防止脱落；本发明的优点在于硬度高、耐磨性好、能够解决刀具寿命短、不易修复的问题。

技术领域

本发明属于刀具加工领域，特别涉及一种复合硬质涂层刀具及其制备方法。

背景技术

刀具的磨损程度表征了刀具的耐用度，而刀具的使用寿命等于这把刀具的重磨次数与刀具耐用度的乘积，刀具材料、形状、工件材料以及切屑液等影响这刀具的使用寿命，因此减少刀具磨损有利于延长刀具的使用寿命，提高生产效率和降低生产成本从而降低生产成本；在切削过程中，刀具在高温和高应力的作用下，前刀面与切屑，后刀面与工件间产生强烈磨擦，使刀具磨损。目前的刀具多为硬质合金涂层刀具，其寿命较短，而单独实用激光熔覆制备的涂层刀具，涂层质量较差，孔洞较多易脱落；所以针对上述情况，本发明的目的在于提供一种复合硬质涂层刀具及其制备方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种复合硬质涂层刀具及其制备方法；复合硬质涂层从内至外依次为基层、过渡层、表层、面层；本发明的特点在于所述方法包括以下步骤：步骤10：对刀具基体进行预处理；去离子水超声波清洗 10min，无水乙醇超声波清洗10min；步骤20：超音速喷涂打底制备基层；步骤30：制备第一金属陶瓷复合粉末；步骤40：在基层基础上激光熔覆第一金属陶瓷复合粉末制备过渡层；步骤50：制备第二金属陶瓷复合粉末；步骤60：在过渡层基础上激光熔覆第二金属陶瓷复合粉末制备表层；步骤70：在表层的基础上采用超音速喷涂制备面层。将金属粉末、陶瓷粉末进行结合，分别采用超音速喷涂、激光熔覆法进行分别处理；处理后的涂层既保持了金属粉末的冶金结合能力，使得涂层牢固不易脱落，同时也保持了陶瓷粉末的高硬度、耐高温的性能；涂层整体较为平整均匀，提高了刀具的耐热性、稳定性；各层之间冶金结合牢固，提高涂层寿命，防止脱落；本发明的优点在于硬度高、耐磨性好、能够解决刀具寿命短、不易修复的问题。

(二)技术方案

本发明通过如下技术方案实现：一种复合硬质涂层刀具制备方法，其包括以下步骤：

步骤10：对刀具基体进行预处理；去离子水超声波清洗10min，无水乙醇超声波清洗10min；

步骤20：超音速喷涂打底制备基层；

步骤30：制备第一金属陶瓷复合粉末；

步骤40：在基层基础上激光熔覆第一金属陶瓷复合粉末制备过渡层；

步骤50：制备第二金属陶瓷复合粉末；

步骤60：在过渡层基础上激光熔覆第二金属陶瓷复合粉末制备表层；

步骤70：在表层的基础上采用超音速喷涂制备面层。

进一步的，所述步骤20超音速喷涂打底材料为NiCr20；所述NiCr20 粒度为240目-300目；所述步骤70超音速喷涂打底材料为Ni270；所述 Ni270粒度为240目-300目。

进一步的，所述步骤30的第一金属陶瓷复合粉末为以下重量百分数的各组分：77.3％NiCr50粉末+22.7％Al₂O₃粉末；所述NiCr50粉末粒度为 200目-300目；所述Al₂O₃粉末为纳米粉末。