一種涂層刀片的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種涂層刀片，該涂層刀片包括基底刀體及其表面上設(shè)置的復(fù)合涂層，所述復(fù)合涂層包括氧化鋁涂層和金剛石涂層，氧化鋁涂層通過化學(xué)氣相沉積而直接沉積在基底刀體上，金剛石涂層通過化學(xué)氣相沉積而沉積在氧化鋁涂層上。在硬切削加工時(shí)，金剛石涂層能夠?qū)⒌毒叩那邢魅锌诓课簧袭a(chǎn)生的熱量分散到較大的散熱面積上進(jìn)行散發(fā)，從而加快了整個(gè)涂層刀片的散熱效率，提高了散熱效果，降低了硬切削加工中切削熱量對(duì)刀片損耗的影響。同時(shí)，金剛石涂層也能夠?qū)ぜM(jìn)行切削，以增大刀片上與工件切削的部位，減少基底刀體在切削加工中的磨損量，延長刀片的使用壽命。
【專利說明】一種涂層刀片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種涂層刀片。
【背景技術(shù)】
[0002]申請(qǐng)?zhí)枮?01210074897.3的發(fā)明專利公開了一種化學(xué)氣相沉積法(CVD)涂覆的多晶立方氮化硼切削刀具，該切削刀具中刀片選用立方氮化硼材質(zhì)的基底刀體，在基底刀體的至少一個(gè)表面上通過化學(xué)氣相沉積法直接沉積有氧化鋁涂層，在氧化鋁涂層上通過化學(xué)氣相沉積法或物理氣相沉積法(PVD)沉積有氮化鈦涂層，以通過氧化鋁涂層來增強(qiáng)整個(gè)刀片的耐熱性能，通過氮化鈦涂層來增強(qiáng)整個(gè)刀具的潤滑性能，但是在該刀片通過硬切削的方式在無冷卻液的條件下對(duì)高溫耐熱合金材質(zhì)的工件進(jìn)行切削加工時(shí)，刀具的切削刃口區(qū)域會(huì)產(chǎn)生大量的切削熱量，而刀具上無相應(yīng)的導(dǎo)熱散熱結(jié)構(gòu)來及時(shí)散失這部分熱量，從而使得刀具的切削刃口部位熱量集中，以致刀具的損耗會(huì)加快、使用壽命將縮短。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種散熱性能好的涂層刀片。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型的涂層刀片的技術(shù)方案如下:
[0005]一種涂層刀片，包括基底刀體及其表面上設(shè)置的復(fù)合涂層，所述復(fù)合涂層包括氧化鋁涂層和金剛石涂層，氧化鋁涂層通過化學(xué)氣相沉積而直接沉積在基底刀體的表面上，金剛石涂層通過化學(xué)氣相沉積而沉積在氧化鋁涂層上。
[0006]所述金剛石涂層上通過氣相沉積而沉積有氮化鈦涂層。
[0007]所述氮化鈦涂層上開設(shè)有供金剛石涂層的表面露出的散熱通道。
[0008]所述基底刀體為立方氣化砸整體聚晶的刀片基底。
[0009]所述基底刀體為在硬質(zhì)合金基體上燒結(jié)固連或焊接固連立方氮化硼刀頭而構(gòu)成的組合基底。
[0010]所述硬質(zhì)合金基體為棱柱狀的塊體，所述硬質(zhì)合金基體上開設(shè)有供立方氮化硼刀頭吻合嵌入的嵌槽。
[0011]所述嵌槽為U型溝槽或V型溝槽或圓弧型溝槽或環(huán)形溝槽。
[0012]所述嵌槽的槽底位置處凸設(shè)有擋止凸部，所述立方氮化硼刀頭上開設(shè)有供所述擋止凸起互補(bǔ)嵌入的擋止凹部。
[0013]所述基底刀體上開設(shè)有安裝孔，所述復(fù)合涂層包覆在基底刀體的表面。
[0014]本實(shí)用新型在基底刀體的表面上通過化學(xué)氣相沉積而直接沉積有氧化鋁涂層，在氧化鋁涂層的表面上通過化學(xué)氣相沉積而沉積有金剛石涂層，而金剛石材料具有良好的導(dǎo)熱性能，以在硬切削加工時(shí)，金剛石涂層能夠?qū)⒌毒叩那邢魅锌诓课簧袭a(chǎn)生的熱量分散到較大的散熱面積上進(jìn)行散發(fā)，從而加快了整個(gè)涂層刀片的散熱效率，提高了散熱效果，降低了硬切削加工中切削熱量對(duì)刀片損耗的影響。同時(shí)，金剛石涂層也能夠?qū)ぜM(jìn)行切削，以增大刀片上與工件切削的部位，減少基底刀體在切削加工中的磨損量，延長刀片的使用壽命O
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是圖1中A-A向剖視圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是圖3的B-B向剖視圖；
[0019]圖5是本實(shí)用新型的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖6是本實(shí)用新型的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖7是本實(shí)用新型的實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖8是本實(shí)用新型的實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖9是本實(shí)用新型的實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖10是本實(shí)用新型的實(shí)施例8的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖11是本實(shí)用新型的實(shí)施例9的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖12是本實(shí)用新型的實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖13是圖12的C-C向剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]本實(shí)用新型的涂層刀片的實(shí)施例1:如圖1和圖2所示，該涂層刀片為加工高溫耐熱合金用立方氮化硼聚晶涂層刀片，其由立方氮化硼材質(zhì)的基底刀體1-1及其上附著的復(fù)合涂層構(gòu)成?；椎扼w1-1為截面呈菱形的棱柱體，基底刀體1-1的中心部位開設(shè)有安裝孔。復(fù)合涂層由內(nèi)向外依次布置的氧化鋁涂層1-2、金剛石涂層1-4、氮化鈦涂層1-5構(gòu)成，其中氧化鋁涂層1-2通過直接沉積而包覆在基底刀體1-1的表面上，金剛石涂層1-4包覆在氧化鋁涂層1-2的上，氮化鈦涂層1-5包覆在金剛石涂層1-4上，且氧化鋁涂層1-2和金剛石涂層1-4是化學(xué)氣相沉積法沉積而成，氮化鈦涂層1-5是通過化學(xué)氣相沉積法或物理氣相沉積法沉積而成。
[0029]氧化鋁涂層1-2具有較低的熱導(dǎo)率，且溫度越高，熱導(dǎo)率越低，能夠起到隔熱的效果，以避免硬切削加工中的切削熱量侵蝕基底刀體1-1，降低了基底刀體1-1擴(kuò)散磨損的程度；氧化鋁具有很高的熱穩(wěn)定性，能夠耐受超過1000攝氏度的溫度，保證高溫切削時(shí)持續(xù)保護(hù)基地刀體1-1。氧化鋁層通過金屬或者陶瓷過渡層和基底刀體粘結(jié)在一起，或者完全沒有粘結(jié)層，利用高溫化學(xué)氣相沉積時(shí)的熱量和基底刀體固溶到一起。氧化鋁涂層1-2和金剛石涂層1-4又能加強(qiáng)整個(gè)涂層刀片的耐磨性能，避免傳統(tǒng)的氮化硼涂層刀具在涂層后硬度下降的問題，較高的涂層硬度對(duì)高溫耐熱合金加工尤其重要。最外層的氮化鈦涂層1-5在切削時(shí)的主要作用為增大刀片的后刀面的潤滑，而刀片的前刀面的氮化鈦涂層1-5在切削加工時(shí)由于不能耐受較高的溫度，以及自身硬度較低，會(huì)自動(dòng)脫落，不影響金剛石層的散熱。
[0030]本實(shí)用新型的涂層刀片的實(shí)施例2:如圖3和圖4所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，基底刀體2-1是由硬質(zhì)合金材質(zhì)的硬質(zhì)合金基體2-6和立方氮化硼材質(zhì)的立方氮化硼刀頭2-7焊接固連而成的，硬質(zhì)合金基體2-6為截面呈棱形的棱柱狀塊體，在硬質(zhì)合金基體2-6的對(duì)角位置處鏡像對(duì)稱的開設(shè)有處于硬質(zhì)合金基體2-6端面的一端開口、相對(duì)端封閉的半通槽狀的嵌槽，嵌槽的截面輪廓為V型，而立方氮化硼刀頭2-7吻合互補(bǔ)的嵌設(shè)在該嵌槽內(nèi)。本實(shí)施例中涂層刀片相對(duì)于實(shí)施例1中涂層刀片減少了基底刀體2-1上立方氮化硼的用量，從而降低了整個(gè)涂層刀片的制造成本。
[0031]本實(shí)用新型的涂層刀片的實(shí)施例3:如圖5所示，本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于，硬質(zhì)合金基體3-6的嵌槽為貫通其兩端端面的直通槽，對(duì)應(yīng)的立方氮化硼刀頭3-7的形狀為與該直通槽狀的嵌槽吻合互補(bǔ)的塊體。
[0032]本實(shí)用新型的涂層刀片的實(shí)施例4:如圖6所示，本實(shí)施例與實(shí)施例3的區(qū)別在于，嵌槽的截面輪廓為U型，對(duì)應(yīng)的立方氮化硼刀頭4-7的形狀為吻合互補(bǔ)的嵌設(shè)在硬質(zhì)合金基體4-6的U型嵌槽內(nèi)的塊體。
[0033]本實(shí)用新型的涂層刀片的實(shí)施例5:如圖7所示，本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于，嵌槽的截面輪廓為圓弧型，對(duì)應(yīng)的立方氮化硼刀頭5-7的形狀為與硬質(zhì)合金基體5-6的圓弧型的嵌槽吻合互補(bǔ)的扇形塊體。
[0034]本實(shí)用新型的涂層刀片的實(shí)施例6:如圖8所示，本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于，硬質(zhì)合金基體6-6的嵌槽的槽底位置處凸設(shè)有角形的擋止凸部6-8，以使整個(gè)嵌槽的截面輪廓為W型，對(duì)應(yīng)的立方氮化硼刀頭6-7上開設(shè)有供擋止凸起互補(bǔ)嵌入的擋止凹部。
[0035]本實(shí)用新型的涂層刀片的實(shí)施例7:如圖9所示，本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于，嵌槽為開設(shè)在硬質(zhì)合金基體7-6的側(cè)面上于周邊位置處的環(huán)形凹槽，對(duì)應(yīng)的立方氮化硼刀頭7-7為吻合互補(bǔ)的嵌設(shè)在嵌槽內(nèi)的環(huán)形塊體。
[0036]本實(shí)用新型的涂層刀片的實(shí)施例8:如圖10所示，本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于，基底刀體8-1的外形為立方體，在基底刀體8-1的硬質(zhì)合金基體8-6的四角位置處均設(shè)有嵌槽，在每個(gè)嵌槽內(nèi)均吻合互補(bǔ)的嵌裝有立方氮化硼刀頭8-7。
[0037]本實(shí)用新型的涂層刀片的實(shí)施例9:如圖11所示，本實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于，該基底刀體9-1中硬質(zhì)合金基體9-6是實(shí)心的，即硬質(zhì)合金基體上未開設(shè)安裝孔，對(duì)應(yīng)的復(fù)合涂層9-8包覆在基底刀體的表面上。
[0038]本實(shí)用新型的涂層刀片的實(shí)施例10:如圖12和圖13所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，在氮化鈦涂層10-5上于基底刀體10-1的中心孔的孔口邊緣位置處設(shè)有環(huán)形的散熱通道10-6。該散熱通道10-6是掩膜噴砂或掩膜褪鍍的方法加工而成；或者在涂覆氧化鋁涂層10-2和金剛石涂層10-4以后，掩膜涂覆氮化鈦，即把金剛石涂層10-4表面上不需要涂覆氮化鈦的部位遮擋起來。
[0039]在上述實(shí)施例2-7中，硬質(zhì)合金基體焊接固定在硬質(zhì)合金基體上，再通過硬質(zhì)合金基體焊接在道具刀具的刀柄上，在其他實(shí)施例中，硬質(zhì)合金基體也可以燒結(jié)固定在硬質(zhì)合金基體上。
[0040]在上述實(shí)施例中，基底刀體為截面呈菱形或方形的棱柱狀塊體，在其他實(shí)施例中，基底刀體也可以是截面呈三角形、五邊形等棱柱狀或圓柱狀等其他形狀塊體。
[0041]在上述實(shí)施例中，復(fù)合涂層將基底刀體的整個(gè)外表面包覆起來，在其他實(shí)施例中，復(fù)合涂層也可以僅僅處于基底刀體的一側(cè)或兩側(cè)以上的側(cè)面上。
【權(quán)利要求】
1.一種涂層刀片，其特征在于，包括基底刀體及其表面上設(shè)置的復(fù)合涂層，所述復(fù)合涂層包括氧化鋁涂層和金剛石涂層，氧化鋁涂層通過化學(xué)氣相沉積而直接沉積在基底刀體的表面上，金剛石涂層通過化學(xué)氣相沉積而沉積在氧化鋁涂層上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂層刀片，其特征在于，所述金剛石涂層上通過氣相沉積而沉積有氮化鈦涂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂層刀片，其特征在于，所述氮化鈦涂層上開設(shè)有供金剛石涂層的表面露出的散熱通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的涂層刀片，其特征在于，所述基底刀體為立方氮化硼整體聚晶的刀片基底。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的涂層刀片，其特征在于，所述基底刀體為在硬質(zhì)合金基體上燒結(jié)固連或焊接固連立方氮化硼刀頭而構(gòu)成的組合基底。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的涂層刀片，其特征在于，所述硬質(zhì)合金基體為棱柱狀的塊體，所述硬質(zhì)合金基體上開設(shè)有供立方氮化硼刀頭吻合嵌入的嵌槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的涂層刀片，其特征在于，所述嵌槽為U型溝槽或V型溝槽或圓弧型溝槽或環(huán)形溝槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的涂層刀片，其特征在于，所述嵌槽的槽底位置處凸設(shè)有擋止凸部，所述立方氮化硼刀頭上開設(shè)有供所述擋止凸起互補(bǔ)嵌入的擋止凹部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的涂層刀片，其特征在于，所述基底刀體上開設(shè)有安裝孔，所述復(fù)合涂層包覆在基底刀體的表面上。
【文檔編號(hào)】B23B27/00GK203509079SQ201320550155
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】郭學(xué)軍 申請(qǐng)人:河南富耐克超硬材料股份有限公司