[发明专利]一种提高TiN-TiCN-Al2

说明书

发明公开了一种提高TiN‑TiCN‑Al₂O₃涂层刀具切削寿命的方法，包括如下步骤：取表面具有TiN‑TiCN‑Al₂O₃涂层的刀具进行强流脉冲电子束辐照处理，使TiN‑TiCN‑Al₂O₃涂层中存在的拉应力转变成压应力。本发明通过强流脉冲电子束辐照处理，使TiN‑TiCN‑Al₂O₃涂层中存在的拉应力转变成压应力；有效提高了涂层刀具的硬度，降低了表面粗糙度，显著改善了涂层刀具的耐磨损性能和切削性能，克服了现有技术价格高昂，工艺复杂，效率低下等问题；处理后的涂层刀具表面平整光滑，微裂纹数量减少，质量稳定，具有更长时间的使用寿命。

技术领域

本发明涉及材料表面处理技术领域，尤其涉及一种提高TiN-TiCN-Al₂O₃涂层刀具切削寿命的方法。

背景技术

硬质合金TiN-TiCN-Al₂O₃涂层刀具作为一种新型涂层刀具，具有高硬度、良好的耐磨性、优异的抗氧化性能以及切削性能，早已代替了TiN、TiCN以及 TiC-TiCN涂层刀具。但是由于化学气相沉积(CVD)制备刀具涂层的过程中温度较高，涂层中存在着较大的残余应力，裂纹延伸较严重，并且沉积Al₂O₃时破坏了TiCN外延生长，导致涂层间的结合强度明显下降，在切削时容易发生刀片崩刃的现象；另外，沉积α-Al₂O₃晶粒粗大也是降低涂层综合性能的一个重要原因，上述多种原因，使得TiN-TiCN-Al₂O₃涂层刀具的使用寿命较短。

目前，提高涂层刀具加工效率的表面处理技术通常有飞秒激光、深冷处理等，然而这些技术存在工艺控制流程复杂，处理时间较长，设备运转成本较高等问题，在实际生产过程中并未得到广泛应用。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种提高TiN-TiCN-Al₂O₃涂层刀具切削寿命的方法，本发明通过强流脉冲电子束辐照处理，使 TiN-TiCN-Al₂O₃涂层中存在的拉应力转变成压应力；有效提高了涂层刀具的硬度，降低了表面粗糙度，显著改善了涂层刀具的耐磨损性能和切削性能，克服了现有技术价格高昂，工艺复杂，效率低下等问题；处理后的涂层刀具表面平整光滑，微裂纹数量减少，质量稳定，具有更长时间的使用寿命。

本发明提出了一种提高TiN-TiCN-Al₂O₃涂层刀具切削寿命的方法，包括如下步骤：取表面具有TiN-TiCN-Al₂O₃涂层的刀具进行强流脉冲电子束辐照处理，使TiN-TiCN-Al₂O₃涂层中存在的拉应力转变成压应力。

上述TiN-TiCN-Al₂O₃涂层中存在的拉应力可以全部或部分转变成压应力。

优选地，辐照次数为3-15次。

优选地，辐照次数为5-8次；辐照次数更优选5次。

优选地，强流脉冲电子束辐照的靶源距离为120-140mm，电子束加速电压为23-27KV，能量密度为4-6J/cm²，脉冲宽度为1-1.5μs。

优选地，强流脉冲电子束辐照的靶源距离为120mm，电子束加速电压为27 KV，能量密度为4J/cm²，脉冲宽度为1.5μs。

优选地，强流脉冲电子束辐照的脉冲频率为0.1-0.3s，真空度为 4.8×10^-3-5.3×10^-3Pa。