專利名稱：帶涂層的切削刀具刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶涂層的硬質(zhì)合金切削刀具刀片，特別適用于對(duì) 具有未加工表面，如澆鑄表層、鍛造表層、熱軋表層或冷軋表層或者 預(yù)加工表面的非合金鋼、低合金鋼和高合金鋼以及鑄鐵進(jìn)行干加工和 濕加工，優(yōu)選為銑削。
背景技術(shù)：
當(dāng)切削加工時(shí)，硬質(zhì)合金切削刃會(huì)受到磨損。磨損可具有不同的 機(jī)理特征，例如化學(xué)磨損、磨粒磨損、粘著磨損和崩刃(edge chipping)， 崩刃由沿切削刃形成的斷裂引起，即所謂的梳狀裂紋(comb crack)。 在嚴(yán)峻的切削條件下，經(jīng)常發(fā)生刀大塊斷裂和刀刃線斷裂。根據(jù)工件 材料和切削條件，需要不同性能的切削刀片。例如，當(dāng)切削具有未加 工表面區(qū)域的鋼制部件或在其他困難條件下切削時(shí)，帶涂層的硬質(zhì)合 金刀片必須以韌性碳化物基底為基礎(chǔ)，并且要具有極佳粘著性的涂層。 當(dāng)使用較高切削速度和較大的切口徑向厚度切削低合金鋼和鑄鐵時(shí)， 化學(xué)磨損一般為主要的磨損類型。這里， 一般優(yōu)選為7-14/mi厚的CVD 涂層。
可以采取措施來(lái)相對(duì)于具體的磨損類型改進(jìn)或最優(yōu)化切削性能。 但是，通常，此類措施對(duì)其他磨損性能有負(fù)面影響。
一些可能的措施的影響給出如下
1. )梳狀裂紋形成可通過(guò)降低粘結(jié)相含量而得到降低。但是，低 粘結(jié)相含量將降低切削刀片的韌性性能，這是非常不希望的。
2. )提高的化學(xué)磨損可通過(guò)增加涂層厚度來(lái)獲得。但是，較厚涂 層增加剝落的危險(xiǎn)，且也降低抗粘著磨損性。3. )導(dǎo)致高切削刃溫度的較高切削速度下和其他條件下的切削需 要具有更高數(shù)量的立方碳化物的硬質(zhì)合金(WC-TiC-Ta-NbC固溶體)， 但這類碳化物會(huì)促使梳狀裂紋形成。
4. )提高的韌性可通過(guò)增加鈷粘結(jié)劑的含量而獲得。但是，高的 鈷含量降低抗塑性變形性。
商業(yè)上的硬質(zhì)合金等級(jí)通常相對(duì)于所提到的磨損類型之中的一個(gè) 或幾個(gè)來(lái)設(shè)定并最優(yōu)化，并且由此設(shè)定并最優(yōu)化到某個(gè)具體的切削應(yīng) 用領(lǐng)域。
US 6,062，776公開(kāi)了一種帶涂層的切削刀具刀片，特別適用于在濕 潤(rùn)條件或干燥條件中對(duì)具有或不具有未加工表面區(qū)域的低合金鋼和中 合金鋼進(jìn)行銑削。這種刀片的特征在于，具有低含量立方碳化物和高W 合金粘結(jié)相的WC-Co硬質(zhì)合金，涂層包括具有柱狀晶粒的TiC,NyOj勺 最內(nèi)層，以及具有TiN頂層的k-八1203層。
US 6,406，224公開(kāi)了一種帶涂層的切削刀具刀片，也特別適用于在 較高切削速度下對(duì)具有或沒(méi)有磨蝕表面區(qū)域的合金鋼進(jìn)行銑削。這種 帶涂層的切削刀具刀片包括硬質(zhì)合金主體，該硬質(zhì)合金主體具有以下 組分7.1-7.9wt。/。的Co、金屬Ta、 Nb和Ti的0.2-1.8wt。/。的立方碳化物， 以及余量的WC。刀片涂有具有柱狀晶粒的TiCxNyOz的最內(nèi)層，以及具 有TiN頂層的ic -八1203層。
EP-A-736615公開(kāi)了一種帶涂層的切削刀片，特別適用于對(duì)灰口鑄 鐵進(jìn)行干銑削。這種刀片的特征在于，具有連續(xù)的WC-Co硬質(zhì)合金基 底和涂層，涂層由具有柱狀晶粒的TiCxNyOjl以及具有細(xì)晶?？棙?gòu)化 的0-八1203頂層組成。
EP-A-1696051公開(kāi)了一種帶涂層的切削刀具刀片，適用于通過(guò)車 削、銑削、鉆削或通過(guò)相似的切屑形成加工方法對(duì)金屬進(jìn)行加工。這種刀具特別適用于要求間斷韌性的切削操作。
US 6，200，671公開(kāi)了一種帶涂層的車削刀片，特別適用于對(duì)不銹鋼 進(jìn)行車削。這種刀片的特征在于，WC-Co基的硬質(zhì)合金基底和涂層， 基底具有高W合金Co粘結(jié)相，涂層包括具有柱狀晶粒的TiCxNyOz的最
內(nèi)層，和TiN頂層，以及細(xì)晶粒的K-Al203內(nèi)層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明者研制了一種改進(jìn)的切削刀具刀片，優(yōu)選用于銑削。組合 特征為特定的硬質(zhì)合金組分，特定WC晶粒尺寸，合金粘結(jié)相，由多 個(gè)限定層組成的內(nèi)涂層，和平滑的0:-八1203的頂部前刀面層。
在對(duì)具有未加工表面區(qū)域的非合金鋼、低合金鋼和高合金鋼、優(yōu) 選在穩(wěn)定條件下進(jìn)行干加工和濕加工時(shí)，這種刀片具有改進(jìn)的切削性 能。所公開(kāi)的切削刀具刀片對(duì)鑄鐵也能很好地加工。對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)的 刀片，相對(duì)于許多之前提到的磨損類型，這種切削刀具顯示改進(jìn)的切 削性能。尤其地，改進(jìn)了耐化學(xué)性和耐梳狀裂紋性。


圖l示出當(dāng)進(jìn)行表面銑削測(cè)試時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的試樣刀片的火口磨 損圖案放大50X的光學(xué)顯微圖像，而圖2示出當(dāng)進(jìn)行表面銑削測(cè)試時(shí)， 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的刀片的火口磨損圖案放大50X的光學(xué)顯微圖像。
圖3示出當(dāng)進(jìn)行表面銑削測(cè)試時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的試樣刀片的刀刃線 韌性差異放大50X的光學(xué)顯微圖像，而圖4示出當(dāng)進(jìn)行表面銑削測(cè)試 時(shí)，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的刀片的刃線韌性差異放大50X的光學(xué)顯微圖像。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的切削刀具刀片包括硬質(zhì)合金主體和涂層，硬質(zhì)合金 主體具有W合金Co粘結(jié)相、很好均衡的化學(xué)組分和精選晶粒尺寸的 WC，并且涂層由以下組成柱狀TiQNyOj勺內(nèi)層，接著是平滑的a-八1203頂層組成。TiN層優(yōu)選在刀片的余隙面處為頂層。
根據(jù)本發(fā)明，提供了帶涂層的切削刀具刀片，其包括硬質(zhì)合金主 體，該硬質(zhì)合金主體具有以下組分，8.1-9.3wt-。/。的Co，優(yōu)選為 8.3-9.lwt-。/o的Co，最優(yōu)選為8.4-9.0wt-y。的Co，以及1.00-1.45wt-。/o的 TaC，優(yōu)選為1.18-1.28wt-。/。的TaC，以及0.10-0.50wt-。/。的NbC，優(yōu)選為 0.25-0.35wt-Q/。的NbC，以及余量的WC。硬質(zhì)合金主體還包括少量其他 成分，但是處于相當(dāng)于技術(shù)上的雜質(zhì)量的水平。矯頑力在14.9-16.7kA/m 的范圍內(nèi)，優(yōu)選為15.3-16.3kA/m。
Co粘結(jié)相與一定量的W合金化，從而給予本發(fā)明硬質(zhì)合金切削刀 片其所需要的特性。粘結(jié)相中的W影響Co的磁性性能，并且由此可以 關(guān)系到值CW比率，CW比率定義如下
CW比率=magnetic-%Co / wt-%Co
其中magnetic-y。Co是磁性Co的重量百分比，wt-。/。Co是Co在硬質(zhì)合
金中的重量百分比。
CW比率在1和大約0.75之間變化，這取決于合金化的程度。在粘 結(jié)相內(nèi)，較低的CW比率對(duì)應(yīng)于較高的W含量，而CW比率4實(shí)際上對(duì) 應(yīng)于在粘結(jié)相中沒(méi)有W。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，如果硬質(zhì)合金具有0.80-< 1.00的CW比率，優(yōu)選為 0.81-0.90，最優(yōu)選為0.82-0.88，則獲得了提高的切削性能。
硬質(zhì)合金也可包含少量，即〈lvol。/。的rj相(M6X)，而不會(huì)有任 何有害影響。從具體的CW比率(<1)來(lái)看，還得出以下結(jié)論，即在 根據(jù)本發(fā)明的硬質(zhì)合金主體中不允許有游離石墨。
硬質(zhì)合金刀片至少部分地涂敷有7.5-13.5/mi厚的涂層，該涂層包括 至少三層TiCxNyOz。這三層形成內(nèi)層，而該內(nèi)層涂有0;-八1203層，作為至少在前刀面上的外層。具有3.0-8.0Mm的總厚的TiCxNyOz層包括
第一TiCxNyOz層，該層鄰近硬質(zhì)合金，具有x+"l， x>=0，優(yōu)選
為x < 0.2和z-0的組分；
第二TiCxNyOz層，具有x〉0.4， y > 0.4和0=< z< 0.1，優(yōu)選為z-0
的組分；以及
第三TiCxNyOz粘結(jié)層，具有針狀晶粒，該層鄰近a-Al203層，具有 x+y+z > 二l禾口z > 0，優(yōu)選為z > 0.2禾口x+y+z二l的組分。
外層a-Al2O3具有2.0-6.0/mi的厚度，并且在表面上具有扁平晶粒， 該表面受到噴砂處理。
在一個(gè)實(shí)施方式中，在a-Al203層的頂部存在附加的、0.1-2.3/mi， 優(yōu)選為0.1-l/nm的有色層，優(yōu)選為TiN、 Ti (C， N) 、 TiC、 ZrN或HfN。
本發(fā)明還涉及一種通過(guò)粉末冶金技術(shù)來(lái)制造帶涂層的切削刀具刀 片的方法，包括以下步驟濕研磨形成較硬成分和粘結(jié)相的粉末、將 研磨后的混合物壓制成期望形狀和尺寸的主體、并對(duì)主體進(jìn)行燒結(jié)，
所述刀片包括硬質(zhì)合金主體，該硬質(zhì)合金主體具有以下組分
8.1-9.3wt-。/o的Co，優(yōu)選為8.3-9.1wt-。/。的Co，最優(yōu)選為8.4-9.0wt-。/。的Co， 以及1.00-1.45wt-%的TaC ， 優(yōu)選為1.18-1.28wt-%的TaC ，以及 0.10-0.50wt-o/。的NbC，優(yōu)選為0.25-0.35wt-。/。的NbC，以及余量的WC。 硬質(zhì)合金主體還包括少量其他成分，但是處于相當(dāng)于技術(shù)上的雜質(zhì)量 的水平。研磨和燒結(jié)條件選擇成獲得如燒結(jié)結(jié)構(gòu)，其矯頑力在 14.9-16.7kA/m的范圍內(nèi)，優(yōu)選為15.3-16.3kA/m，以及0.85-< l.OO的CW 比率，優(yōu)選為O.81-0.90，最優(yōu)選為0.82-0.88。
用7.5-13.5/xm厚的涂層至少部分地涂敷硬質(zhì)合金刀片主體，該涂層 包括至少三層TiCxNyOz，這三層TiCxNyOz形成內(nèi)層，而內(nèi)層涂有噴砂的 a-Al2O3層，作為至少在前刀面上的外層。具有3.0-8.0/mi總厚的TiCxNyOz 層包括第一TiCxNyOz層，該層鄰近硬質(zhì)合金，具有x+尸l， x>=0，優(yōu)選 為x〈0.2和z-0的組分，采用已知的CVD方法，使用由TiCU、 H2和N2 組成的反應(yīng)混合物；
第二TiCxNyOji，具有x〉0.4， y > 0.4和0=< z< 0.1，優(yōu)選為z-0 的組分，通過(guò)使用眾所周知的MTCVD技術(shù)，在溫度885-850'C下，且將 CH3CN作為碳/氮源，并且任選有C0和/或C02;以及
第三TiCxNyOz粘結(jié)層，具有針狀晶粒，該層鄰近(^\1203層，具有 x+y+z〉-l禾口z〉0，優(yōu)選為z > 0.2和x+y+z二l的組分，使用已知的CVD 方法，使用由TiCU、 H2、 CO和/或C02以及任選有N2組成的反應(yīng)混合物。
通過(guò)使用已知的CVD技術(shù)，并使刀片至少在前刀面上受到噴砂處 理而沉積了具有2.0-6.0/mi的厚度的《-八1203層。
在一個(gè)實(shí)施方式中，優(yōu)選在噴砂處理之前使用CVD技術(shù)，在 仏八1203層的頂部沉積附加的、0.1-2.3/mi，優(yōu)選為0.1-lpm的有色層，優(yōu) 選為TiN、 Ti (C， N) 、 TiC、 ZrN或HfN。
本發(fā)明還涉及根據(jù)上述的刀片的用途，用于在對(duì)具有未加工表面， 如澆鑄表層、鍛造表層、熱軋表層或冷軋表層或者預(yù)加工表面的非合 金鋼、低合金鋼和高合金鋼以及鑄鐵進(jìn)行干加工和濕加工，優(yōu)選為銑 削，切削速度和進(jìn)給速率根據(jù)下表
用90。的咬入角銑削
切削速度25-400m/分鐘，優(yōu)選為150-300m/分鐘，以及進(jìn)給速率 0.04-0.4mm/齒(毫米/齒)
端面銑削(45-75°咬入角)
切削速度25-600m/分鐘，優(yōu)選為200-400m/分鐘，以及進(jìn)給速率 0.05-0.7mm/齒
高速和圓刃刀片銑削概念
切削速度25-600m/分鐘，以及進(jìn)給速率0.05-3.0mm/齒，優(yōu)選 為0.3-1.8mm/齒。實(shí)施例l (本發(fā)明A)
制備以下型號(hào)R390-11T308M-PM 、 R3卯-170408M-PM 、 R245-12T3M-PM、 R300-1648M-PH和R300-1240M-PH的硬質(zhì)合金銑削 刀片，其具有以下組分8.7wt-。/。的Co， 1.25wt-。/。的TaC， 0.28wt-。/。的 NbC，以及余量的WC，并具有相應(yīng)于約1.3]imi的WC晶粒尺寸的 15.5kA/m的矯頑力，以及0.84的CW比率，如在Foerster Instrument INC 公司的FORSTERKOERZIMATCS 1.096上測(cè)定的。該刀片涂敷有如下 層
0.5nmi的TiCxNyOz第一層，具有大約x =0.05， y=0.95，以及2=0的 組分，采用已知的CVD方法，使用由TiCU、 H2和N2組成的反應(yīng)混合物；
6/mi的柱狀TiCxNyOz第二層，具有大約^0.55， yi.45和zi的組 分，通過(guò)使用眾所周知的MTCVD技術(shù)，在溫度885-85(TC下，且將 CH3CN作為碳/氮源；以及
0.5/mi的TiCxNyOz第三粘結(jié)層。該第三層的晶粒為針狀，且其組分 為大約x4.5， y=0，和z-0.5;以及
第四層，其由4/un的a-Al203和最后的大約2/xm的TiN頂層組成，該 層通過(guò)使用已知的CVD技術(shù)沉積。XRD測(cè)量確定，八1203層的組成為 100%的亂
在涂層循環(huán)之后，用由八1203砂礫和水組成的漿料，對(duì)刀片的頂側(cè) (前刀面)進(jìn)行強(qiáng)烈的濕噴砂處理。噴砂處理除去了前刀面上的TiN頂 層，從而暴露出具有大部分扁平晶粒的平滑0;-入1203。
實(shí)施例2 (現(xiàn)有技術(shù)B)
制備以下型號(hào)R390-11T308M-PM 、 R3卯-170408M-PM 、 R245-12T3M-PM、 R300-1648M-PH和R300-1240M-PH的硬質(zhì)合金銑削 刀片，其具有以下組分7.6wt-。/。的Co， 1.25wt-。/。的TaC， 0.28wt-。/。的 NbC，以及余量的WC，并具有相應(yīng)于約1.5/xm的WC晶粒尺寸的 14.7kA/m的矯頑力，以及0.91的CW比率，如在Foerster Instrument INC.公司的FORSTER KOERZIMAT CS1.096上測(cè)定的。該刀片涂敷如下層 0.5jwn的等軸TiCxNy層的第一層(具有與估算的x-0.95和"0.05對(duì) 應(yīng)的較高的氮含量)，接著是
4/xm厚的Ti(C，N)層，具有柱狀晶粒，通過(guò)使用眾所周知的MTCVD 技術(shù)，在溫度885-85(TC下，且將CH3CN作為碳/氮源。在相同的涂層循 環(huán)中的隨后步驟中，使用溫度97(TC和如EP-A-523021中公開(kāi)的0.4。/。的 H2S摻雜劑濃度，沉積了1.0/mi厚的Al2O3層。根據(jù)已知的CVD技術(shù)在頂 部沉積薄的、厚度0.15/mi的TiN層。XRD測(cè)量顯示，八1203層由100% k 相組成。
實(shí)施例3
將來(lái)自實(shí)施例1和實(shí)施例2的不同型號(hào)的刀片在切削試驗(yàn)中對(duì)比。
操作l:端面銑削，Coromm245 工件板
材料非合金鋼，200HB 切削速度350m/分鐘 進(jìn)給速率/齒0.45mm/齒 軸向切削深度2.0mm 徑向切削深度95mm 刀片型號(hào)R245-12T3M-PH 刀具直徑250mm 注釋刀具中的一個(gè)刀片，干銑削
刀具壽命標(biāo)準(zhǔn)是后刀面磨損和化學(xué)磨損。較好的耐磨性和較好的 耐化學(xué)磨損性的結(jié)合使得刀具壽命極大提高。
結(jié)果 刀具壽命，切削分鐘數(shù)
本發(fā)明A: 36 現(xiàn)有技術(shù)B: 19對(duì)比圖2的現(xiàn)有技術(shù)B，圖1的本發(fā)明A清楚地示出提高的耐化學(xué)磨
損性。圖1中本發(fā)明A的刀刃線完好無(wú)損，而圖2中現(xiàn)有技術(shù)B的已經(jīng)出 現(xiàn)了具有梳狀裂紋的火口。
操作2:端面銑削，Coromil1245 工件板
材料非合金鋼，200HB 切削速度300m/分鐘 進(jìn)給速率/齒0.35mm/齒 軸向切削深度1.0-3.5mm 徑向切削深度120mm 刀片型號(hào)R245-12T3M-PH 刀具直徑160mm
注釋刀具中的十個(gè)刀片，干銑削
刀具壽命標(biāo)準(zhǔn)是后刀面磨損和刀刃線韌性。較好的耐磨性和較好 的刀刃線韌性的結(jié)合使得刀具壽命極大提高。
結(jié)果 刀具壽命，切削分鐘數(shù)
本發(fā)明A: 70 現(xiàn)有技術(shù)B: 31
對(duì)比圖4的現(xiàn)有技術(shù)B，圖3的本發(fā)明A清楚地示出提高的刀刃線韌 性。圖3中本發(fā)明A的刀刃線完好無(wú)損，而圖4中現(xiàn)有技術(shù)B已經(jīng)出現(xiàn)了 梳狀裂紋，從而導(dǎo)致刀刃線斷裂。
操作3:端面銑削，Coromil1210
工件板
材料高合金鋼，240HB切削速度142m/分鐘 進(jìn)給速率/齒1.33mm/齒 軸向切削深度1.5mm 徑向切削深度76mm 刀片型號(hào)R210-140512M-PM 刀具直徑100mm 注釋刀具中的七個(gè)刀片，干銑削
刀具壽命標(biāo)準(zhǔn)是后刀面磨損。較好的耐磨粒磨損性使得刀具壽命 極大提高。
結(jié)果 刀具壽命，切削分鐘數(shù)
本發(fā)明A: 90 本發(fā)明技術(shù)B: 31
操作4:端面銑削，Coromil1245 工件板
材料高合金鋼，230HB 切削速度350m/分鐘 進(jìn)給速率/齒0.40mm/齒 軸向切削深度2.5mm 徑向切削深度170mm 刀片型號(hào)R245-12T3M-PH 刀具直徑200mm
注釋刀具中的12個(gè)刀片，干銑削
刀具壽命標(biāo)準(zhǔn)是刀片上的刀刃線韌性、崩刃行為。 較好的耐磨性和較好的刀刃線韌性使得刀具壽命極大提高。結(jié)果 刀具壽命，切削分鐘數(shù)
本發(fā)明A: 43 現(xiàn)有技術(shù)B: 17.2
操作5:端面銑削，Coromil1300
工件主配件
材料高合金鋼，330HB 切削速度263m/分鐘 進(jìn)給速率/齒0.25mm/齒 軸向切削深度1.5mm 徑向切削深度0-125mm 刀片型號(hào)R245-12T3M-PH 刀具直徑125mm 注釋刀具中的8個(gè)刀片，干切削
刀具壽命標(biāo)準(zhǔn)是刀刃線韌性和崩刃。
較好的抗梳狀裂紋性和較好的刀刃線韌性使得刀具壽命極大提
結(jié)果 刀具壽命，切削分鐘數(shù)
本發(fā)明A: 32 現(xiàn)有技術(shù)B: 21
實(shí)施例3中的操作l-5清楚地示出，實(shí)施例l的刀片優(yōu)于根據(jù)實(shí)施例 2的現(xiàn)有技術(shù)的刀片。
權(quán)利要求
1.一種切削刀具銑削刀片，其用于在干燥條件或濕潤(rùn)條件中加工具有或不具有未加工表面的非合金鋼、低合金鋼和高合金鋼以及鑄鐵，其特征在于，所述切削刀具銑削刀片包括硬質(zhì)合金主體；以及涂層，其至少部分地覆蓋所述硬質(zhì)合金主體，其中所述硬質(zhì)合金主體具有以下組分8.1-9.3wt-％的Co，1.00-1.45wt-％的TaC，0.10-0.50wt-％的NbC，以及余量的WC，其中矯頑力在14.9-16.7kA/m的范圍內(nèi)，CW比率為0.85-＜1.00，其中所述涂層為7.5-13.5μm厚，并包括具有3.0-8.0μm總厚的至少三層TiCxNyOz，所述TiCxNyOz層包括第一TiCxNyOz層，該層鄰近所述硬質(zhì)合金主體，具有x+y＝1，x＞＝0的組分，第二TiCxNyOz層，具有x＞0.4，y＞0.4和0＝＜z＜0.1的組分；第三TiCxNyOz粘結(jié)層，具有針狀晶粒，該層鄰近α-Al2O3層，具有x+y+z＞＝1和z＞0的組分，并且其中所述α-Al2O3層至少在前刀面上為外層，所述α-Al2O3層具有2.0-6.0μm的厚度，且所述α-Al2O3層的至少一部分被噴砂處理成平滑的，且在受到噴砂處理的表面上具有扁平晶粒。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的切削刀具刀片，其特征在于所述硬質(zhì) 合金具有以下組分8.3-9.1wt-%的Co ， 1.18-1.28wt-%的TaC ， 0.25-0.35wt-o/o的NbC，以及余量的WC，并且具有15.3-16.3kA/m范圍內(nèi) 的矯頑力，以及0.81-0.卯的CW比率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的切削刀具刀片，其特征在于在后刀面 處具有0.1-2.3/mi的有色頂層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的切削刀具刀片，其特征在于所述有色層由通過(guò)CVD技術(shù)或PVD技術(shù)沉積的TiN、 Ti (C， N) 、 TiC、 ZrN和/ 或HfN組成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的切削刀具刀片，其特征在于所述有色 層使用CVD技術(shù)沉積。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的切削刀具刀片，其特征在于所述第一 TiCxNyOz層具有x〈 0.2且2=0的組分，所述第二TiCxNyOz層具有z-0的組 分，而所述第三TiCxNyOz粘結(jié)層具有z > 0.2且x+y+z-l的組分。
7. —種制造切削刀具刀片的方法，所述切削刀具刀片包括硬質(zhì)合 金主體和涂層，所述方法包括以下步驟通過(guò)粉末冶金技術(shù)形成所述硬質(zhì)合金主體，包括濕研磨形成較硬 成分和粘結(jié)相的粉末，將研磨后的混合物壓制成具有期望形狀和尺寸 的主體，以及燒結(jié)壓制的主體，其中所述硬質(zhì)合金主體具有以下組分8.1-9.3wt-。/。的Co， 1.00-1.45wt-。/。的TaC， 0.10-0.50wt-。/。的NbC，以及余量的WC，矯頑力 在14.9-16.7kA/m的范圍內(nèi)，以及CW比率為0.80-< 1.00;用7.5-13.5/mi厚的涂層涂敷所述硬質(zhì)合金主體的至少一部分，其中所述涂層包括具有至少三層TiCxNyOz的內(nèi)層和至少在所述切 削刀具刀片的前刀面上具有平滑《-八1203層的外層，其中所述TiCxNyOz層具有3.0-8.0/mi的總厚，其中所述涂層包括第一Ti(^NyOz層，該層鄰近所述硬質(zhì)合金，具有x+y-l， x〉i的 組分，采用CVD方法，使用由TiCU、 H2和N2組成的反應(yīng)混合物沉積，第二TiCxNyOz層，具有x〉0.4， y〉0.4和(^〈z〈0.1的組分，通過(guò) MTCVD技術(shù)，在溫度885-85(TC下且以CH3CN作為碳/氮源沉積，第三TiCxNyOz粘結(jié)層，具有針狀晶粒，具有x+y+z〉4和z〉0的組 分，通過(guò)CVD方法，使用由TiCl4、 H2以及N2組成的反應(yīng)混合物沉積， 該粘結(jié)層鄰近a-Al203層，并且其中所述a-Al2O3層具有2.0-6.0/mi的厚度，通過(guò)CVD技術(shù)沉積；以及在至少前刀面上，對(duì)所述刀片進(jìn)行噴砂處理，使得具有扁平晶粒 的a-Al203被暴露出來(lái)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于在0:-八1203層的頂部 沉積附加的0.1-2.3/xm的有色層，優(yōu)選為TiN、 Ti (C， N) 、 TiC、 ZrN 或HfN。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于在所述噴砂處理之 前，通過(guò)CVD技術(shù)沉積所述有色層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于在所述噴砂處理之 后，在后刀面處沉積附加的0.1-2.3/im的有色層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述有色層為TiN、 Ti (C， N) 、 TiC、 ZrN或HfN。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的方法，其特征在于在所述噴砂處理 之前，通過(guò)CVD技術(shù)沉積所述有色層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述硬質(zhì)合金主體 具有以下組分8.3-9.lwt-。/。的Co， 1.18-1.28wt-o/o的TaC， 0.25-0.35wt-% 的NbC，以及余量的WC，且具有15.3-16.3kA/m內(nèi)的矯頑力，以及 0.81-0.90的CW比率。
14. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述第一TiC,NyOz 層具有x〈 0.2且zK)的組分，所述第二TiCxNyOz層具有z-0的組分，所述 第三TiCxNyOz粘結(jié)層具有z > 0.2且x+y+z-l的組分。
15.根據(jù)權(quán)利要求l-6所述的刀片的用途，用于在穩(wěn)定條件下對(duì)具 有未加工表面，如澆鑄表層、鍛造表層、熱軋表層或冷軋表層或者預(yù) 加工表面的非合金鋼、低合金鋼和高合金鋼以及鑄鐵進(jìn)行干銑削和濕銑削，切削速度和進(jìn)給速率按照如下 用90。的咬入角銑削切削速度25-400m/分鐘，以及進(jìn)給速率0.04-0.4mm/齒 端面銑削(45-75°咬入角)切削速度25-600m/分鐘，以及進(jìn)給速率0.05-0.7mm/齒高速和圓刃刀片銑削概念切削速度25-600m/分鐘，以及進(jìn)給速率0.05-3.0mm/齒。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種帶涂層的切削刀具刀片，特別適用于對(duì)具有或不具有未加工表面區(qū)域的非合金鋼、低合金鋼和高合金鋼以及鑄鐵進(jìn)行干加工或濕加工，優(yōu)選為銑削。所述刀片的特征在于，具有W合金的Co粘結(jié)相的WC-TaC-NbC-Co硬質(zhì)合金以及涂層，所述涂層包括具有柱狀晶粒的TiC_xN_yO_z最內(nèi)層和至少在前刀面上的平滑α-Al₂O₃頂層。
文檔編號(hào)C22C29/08GK101318231SQ200810109550
公開(kāi)日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者亞歷山大·庫(kù)索夫斯基, 安德斯·倫德奎斯特, 瑪麗·彼得松, 里卡德·森德斯特龍 申請(qǐng)人:山特維克知識(shí)產(chǎn)權(quán)股份有限公司