發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0026] 本發(fā)明的改善涂層結(jié)構(gòu)的切削刀片中，內(nèi)層C和外層D形成的TiCxNy〇y(Ti aAlb) (QN/U雙層涂層結(jié)構(gòu)，既保留了 TiCxNy0z涂層韌性高和抗磨損性能好的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)將 TiCxNy0z涂層與（TiaAlb) (C^Ok)涂層復(fù)合，改善了涂層的抗氧化性能，通過(guò)表面處理獲得低 的殘余應(yīng)力或壓應(yīng)力以及光滑表面，可以提高涂層的抗剝落能力和降低表面摩擦系數(shù)，降 低切削力和切削熱，改善涂層刀具性能。與【背景技術(shù)】中的對(duì)比文獻(xiàn)相比，本發(fā)明的改善涂層 結(jié)構(gòu)的切削刀片的韌性與單層或多層TiCN涂層、或?qū)iCN/TiCN/Al203多層復(fù)合涂層表面 A1203涂層去除之后的TiCN涂層相當(dāng)甚至更好，而且本發(fā)明的外層D(TiaAl b)(⑶從）涂層 相對(duì)于純TiCN涂層具有更好的抗氧化性。
[0027] 本發(fā)明的改善涂層結(jié)構(gòu)的切削刀片中，內(nèi)層C和外層D形成的TiCxNy〇y(Ti aAlb) (。服）雙層涂層結(jié)構(gòu)中TiCxNy0z和（TiaAl b)(。服）都是面心立方結(jié)構(gòu)，晶格匹酉 D (TiaAlb)(以辦）在TiCxNy0 z涂層表面同質(zhì)外延形核生長(zhǎng)，結(jié)合強(qiáng)度高，而現(xiàn)有技術(shù)中，TiCN 和A1203分別屬于面心立方結(jié)構(gòu)和六方結(jié)構(gòu)，晶格不匹配，A120 3在TiCN涂層表面屬于異質(zhì) 形核，結(jié)合強(qiáng)度差，因此相對(duì)于現(xiàn)有的TiCN/TiCN/Al203多層復(fù)合涂層等，本發(fā)明改善涂層 結(jié)構(gòu)的切削刀片的TiCxNy〇y(TiaAlb) (CA0J雙層涂層具有更好的抗涂層剝落性能，在不銹 鋼，高溫合金等粘性材料加工中具有更好的抗粘結(jié)磨損和抗涂層剝落的能力。
[0028] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，在內(nèi)層C和外層D之間可以增加過(guò)渡層E，形成TiCxN y0z/過(guò)渡 層EパTiaAlb) (CA0J多層涂層結(jié)構(gòu)，所述過(guò)渡層E為一層或多層由過(guò)渡元素與非金屬元素 組成的具有立方晶體結(jié)構(gòu)的化合物構(gòu)成，通過(guò)優(yōu)化過(guò)渡層E的組織結(jié)構(gòu)，可以起到細(xì)化外 層D晶粒、降低應(yīng)力集中等作用，從而可以提高外層D的性能。
[0029] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，在內(nèi)層C和基體A之間可以增加過(guò)渡層B，形成基體A/過(guò)渡層 B/內(nèi)層C結(jié)構(gòu)，通過(guò)優(yōu)化過(guò)渡層B的組織結(jié)構(gòu)，可以改善內(nèi)層C的形核環(huán)境，降低基體元素 對(duì)內(nèi)層C形核生長(zhǎng)的影響，從而提高TiCxNy〇V(TiaAl b) (C^Ok)雙層涂層的綜合性能。
[0030] 本發(fā)明的改善涂層結(jié)構(gòu)的切削刀片的制備方法是將常規(guī)CVD，MT-CVD和HT-CVD方 法進(jìn)行結(jié)合，制備過(guò)程中采用同一涂層爐，過(guò)程簡(jiǎn)單，易于操作和控制。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例4的改善涂層結(jié)構(gòu)的切削刀片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的改善涂層結(jié)構(gòu)的切削刀片的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0033] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的改善涂層結(jié)構(gòu)的切削刀片的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0034] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例3的改善涂層結(jié)構(gòu)的切削刀片的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0035] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例4的改善涂層結(jié)構(gòu)的切削刀片的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0036] 圖6是對(duì)比例1的切削刀片的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0037] 圖7是對(duì)比例2的切削刀片的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0038] 圖8是對(duì)比例3的切削刀片的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0039] 圖9是對(duì)比例4的切削刀片的截面結(jié)構(gòu)圖。
[0040] 圖例說(shuō)明：
[0041] 1、基體 A ;2、過(guò)渡層 B ;3、內(nèi)層 C ;4、過(guò)渡層 E ;5、外層 D ;6、TiN層；7、TiCxlNyl0zl 層； 8、TiCx2Ny20z2 ;9、TiCa5Na5 層；10、ct -A1203 層。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 以下結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而 限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0043] 實(shí)施例1 :
[0044] -種本發(fā)明的改善涂層結(jié)構(gòu)的切削刀片，包括基體A1和沉積于基體A1上的涂層。 基體A1為硬質(zhì)合金，其成分為10wt % Co、lwt % Ti和Ta立方碳氮化物、以及余量的WC粉 末。涂層包括內(nèi)層C3為11(：具02層和外層D5為（TiaAlb) (QN/U層，本實(shí)施例中，x = 0.4， y = 0· 5，z = 0· l，a = 0· 46，b = 0· 013, i = 0· 197, j = 0· 13，k = 0· 20,因此，內(nèi)層 C3 為 丁心.具50。.1層，外層05為〇1。.4(^1。.。13)((：。. 19凡130。.2。）層。內(nèi)層03的厚度為5 4 111，為面心 立方結(jié)構(gòu)，外層D5的厚度為5 μ m，為面心立方結(jié)構(gòu)。外層D5經(jīng)表面處理后，表面殘余應(yīng)力 δ為-1350MPa，300 μ m的長(zhǎng)度上表面粗糙度Ra = 0· 18 μ m。
[0045] 一種上述本實(shí)施例的改善涂層結(jié)構(gòu)的切削刀片的制備方法，包括以下步驟：
[0046] (1)制備硬質(zhì)合金基體：將上述基體A1所需要的原料按照其成分進(jìn)行混合，在球 磨機(jī)上球磨20h，將混合料干燥，壓制成壓坯并燒結(jié)成硬質(zhì)合金刀片基體，對(duì)其表面和刃口 采用濕噴砂處理；
[0047] (2)利用MT-CVD工藝在上述基體A1上沉積內(nèi)層C3,為TiCQ. 4NQ.50ai，厚度為5 μ m ;
[0048] (3)利用 HT-CVD 工藝在內(nèi)層 C3 上沉積外層 D5,為（TiQ.46AlQ.Q13) (CQ.197NQ.130Q. 2。），厚 度為5μL? ;
[0049] (4)對(duì)上述制得的硬質(zhì)合金涂層刀片采用濕噴砂表面處理，使得外層D5的表面殘 余應(yīng)力為δ < 300MPa，最好_2000MPa彡δ SOMPa，并且在300μπι的長(zhǎng)度上測(cè)得的表面 粗糖度 Ra < 0· 2 μ m，本實(shí)施例中，δ = -1350MPa，Ra = 0· 18 μ m。
[0050] 本實(shí)施例的制備方法中，CVD涂層爐在沉積上述內(nèi)層C3和外層D5時(shí)，其氣氛組 成、溫度和壓力控制如下表1所示，各層涂層的厚度則通過(guò)調(diào)整沉積時(shí)間來(lái)控制，由于設(shè)備 差異，參數(shù)是可以變化。
[0051] 表1 :實(shí)施例1~實(shí)施例4中的切削刀具在涂層爐中的工藝參數(shù)控制
[0054] 采用XRD對(duì)本實(shí)施例1制得的涂層進(jìn)行分析，其結(jié)構(gòu)如圖2所述，可以很清楚的看 到基體A1，內(nèi)層C3和外層D5的結(jié)構(gòu)。
[0055] 實(shí)施例2 :
[0056] -種本發(fā)明的改善涂層結(jié)構(gòu)的切削刀片，包括基體A1和沉積于基體A1上的涂層， 基體A1為硬質(zhì)合金，其成分與實(shí)施例1基體A1的成分相同。涂層包括過(guò)渡層B2為TiN層、 內(nèi)層〇3為11(：具02層和外層05為（1'以1〇((^/\)層，本實(shí)施例中1 = 0.55,7 = 0.4,2 = 0· 05，a = 0· 44，b = 0· 002，i = 0· 13, j = 0· 35，k = 0· 078,因此，內(nèi)層 C3 為 TiCa55Na400.05層，外層D5為（Tia44AlQ.QQ2) (Cai3NQ.350Q.Q7S)層。內(nèi)層C3的厚度為5μπι，為面心立方結(jié)構(gòu)；外 層D5的厚度為2 μ m，為面心立方結(jié)構(gòu)。過(guò)渡層Β2為TiN，具有立方晶體結(jié)構(gòu)，過(guò)渡層Β2主 要起到優(yōu)化組織改善內(nèi)層C3的形核環(huán)境的作用，所以其厚度要求為：0. 1 μ m~1. 2 μ m，本 實(shí)施例中的厚度為0. 5μπι;外層D5經(jīng)表面處理后，表面殘余應(yīng)力δ為245ΜΡ&，300μπι的 長(zhǎng)度上表面粗糙度Ra = 0. 18 μ m。
[0057] -種上述本實(shí)施例的改善涂層結(jié)構(gòu)的切削刀片的制備方法，包括以下步驟：
[0058] (1)制備硬質(zhì)合金基體：將上述基體A1所需要的原料按照其成分進(jìn)行混合，在球 磨機(jī)上球磨20h，將混合料干燥，壓制成壓坯并燒結(jié)成硬質(zhì)合金刀片基體，對(duì)其表面和刃口 采用濕噴砂處理；
[0059] (2)利用常規(guī)CVD工藝在基體A1上沉積過(guò)渡層B2,為TiN，厚度為0· 5 μ m ;
[0060] (3)利用MT-CVD工藝在過(guò)渡層B2上沉積內(nèi)層C3，為TiC。.55Ν。. 40α。5,厚度為 0· 5 μ m ;
[0061] (4)利用HT-CVD工藝在內(nèi)層C3上沉積上述的外層D5,為（TiQ. 44AlaM2) (C〇. 13N。. 35〇0. 078)，厚度為 0· 2 !! m ;
[0062] (5)對(duì)上述制得的硬質(zhì)合金涂層刀片采用噴砂表面處理，使得外層D5的表面殘余 應(yīng)力為S < 300MPa，并且在300μπι的長(zhǎng)度上測(cè)得的表面粗糙度Ra彡0. 2μπι，本實(shí)施例中， δ = 245MPa, Ra = 0· 18 μ m。
[0063] 本實(shí)施例的制備方法中，CVD涂層爐在沉積上述過(guò)渡層Β2、內(nèi)層C3和外層D5時(shí)， 其氣氛組成、溫度和壓力控制如表1所示，各層涂層的厚度則通過(guò)調(diào)整沉積