專利名稱：帶有涂層的切刀及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有涂層的切削工具(硬質(zhì)合金刀片)，所述切削工具特別適用于要求剛性的濕和干的機(jī)加工，特別是在不穩(wěn)定的條件下，對(duì)低和中等合金鋼和不銹鋼的銑削，所述鋼帶有原始表面如鑄造表面，鍛造表面，熱或冷軋表面或預(yù)加工的表面。
當(dāng)用硬質(zhì)合金刀具對(duì)低和中等合金鋼和不銹鋼進(jìn)行機(jī)加工時(shí)，根據(jù)不同的磨損機(jī)理如化學(xué)磨損、磨擦磨損、粘附磨損和由于沿切削刀口形成的裂縫而引起的刀口劈裂(所謂梳狀裂縫)，切削刀口將被磨損。在惡劣的條件下，常常會(huì)產(chǎn)生整體和刀口線開裂這樣的問(wèn)題。
不同的切削條件要求切削刀片有不同的性能。例如，當(dāng)切削帶原始表面區(qū)的鋼材或在困難的條件下進(jìn)行切削時(shí)，帶有涂層的硬質(zhì)合金刀片必須由剛性碳化物組成并具有特好的涂層粘結(jié)。當(dāng)對(duì)低合金鋼和不銹鋼進(jìn)行機(jī)加工時(shí)，粘附磨損通常是主要的磨損形式。在這里通常必須使用1-3微米的CVD-或PVD-涂層。
對(duì)于特定的磨損形式，可采取各種措施來(lái)改善切削性能。然而，這種作用經(jīng)常會(huì)對(duì)其它磨損性能產(chǎn)生副作用。
某些可能的措施所起的作用如下1.)通過(guò)降低粘結(jié)相含量可減少梳狀裂縫的形成。然而，這種作用將降低切削刀片的剛性，這是人們所不希望的。
2.)通過(guò)增加涂層的厚度能得到改善的耐磨擦磨損性。然而，厚涂層將增加成片剝落的危險(xiǎn)并且將降低耐粘附磨損性。
3.)以高切削速度和高切削刀口溫度進(jìn)行機(jī)加工時(shí)，要求相當(dāng)高含量立方碳化物的硬質(zhì)合金(WC-TiC-TaC-NbC的固態(tài)溶液)。但所述碳化物很容易產(chǎn)生梳狀裂縫。
4.)通過(guò)增加Co含量，可獲得改善的剛性。然而，高Co含量將降低耐塑性變形性。
迄今為止，還很難同時(shí)改善所有的刀具性能。因而，市售的各種硬質(zhì)合金品種均針對(duì)一種或若干種磨損形式進(jìn)行最優(yōu)化，并因此具有特定的應(yīng)用范圍。
瑞典專利申請(qǐng)9504304-8披露了一種帶有涂層的切削刀片，該刀片特別適于在濕或干條件下對(duì)帶或不帶原始表面區(qū)的低和中等合金鋼進(jìn)行銑削。該刀片的特征是具有WC-Co硬質(zhì)合金和涂層，所述合金有低含量的立方碳化物和熔合大量W的粘結(jié)相，所述涂層包括柱狀晶粒TiCxNyOz的最里層，TiN頂層以及k-Al2O3內(nèi)層。
瑞典專利申請(qǐng)9501286-0披露了一種帶有涂層的切削刀具，該刀具特別適于對(duì)灰鑄鐵進(jìn)行干銑削。該刀片的特征是具有純的WC-Co硬質(zhì)合金和涂層，所述涂層包括柱狀晶粒的TiCxNyOz層和細(xì)晶粒的、有織構(gòu)的α-Al2O3頂層。
瑞典專利申請(qǐng)9502640-7披露了一種帶有涂層的車削刀片，該刀片特別適于對(duì)低合金鋼進(jìn)行斷續(xù)的車削。該刀片的特征在于，具有WC-Co硬質(zhì)合金體和涂層，所述合金體有熔合大量W的Co-粘結(jié)相，所述涂層包括柱狀晶粒TiCxNyOz層和細(xì)晶粒、有織構(gòu)的α-Al2O3頂層。
瑞典專利申請(qǐng)9503056-5披露了一種帶有涂層的車削切割刀具，該刀具特別適于對(duì)熱和冷鍛制的低合金鋼進(jìn)行切削。該刀片的特征在于，具有WC-Co硬質(zhì)合金體和涂層，所述合金體有熔合大量W的Co-粘結(jié)相，所述涂層包括柱狀晶粒TiCxNyOz層和細(xì)晶粒的α-Al2O3頂層。
瑞典專利申請(qǐng)9602413-8披露了一種帶有涂層的車刀，該刀片特別適于對(duì)不銹鋼的車削。該刀片的特征在于具有WC-Co基硬質(zhì)合金基體和涂層，所述基體有熔合大量W的粘結(jié)相，所述涂層包括柱狀晶粒TiCxNyOz的最內(nèi)層，TiN頂層和細(xì)晶粒的k-Al2O3內(nèi)層。
令人驚奇的是，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)通過(guò)將許多不同特征結(jié)合，可獲得具有優(yōu)異切削性能的優(yōu)選是用于銑削的切削刀具；所述切削優(yōu)選是在不穩(wěn)定條件下針對(duì)有或沒(méi)有原始表面區(qū)的低和中等合金鋼進(jìn)行的，所述不穩(wěn)定條件如振動(dòng)、長(zhǎng)懸挑、小片鍛造或小片的再切割或在濕和干條件下通常要求剛性的操作。另外還發(fā)現(xiàn)，這種特定的切削刀具也可對(duì)不銹鋼進(jìn)行加工。就上面所述的許多磨損形式而言，根據(jù)本發(fā)明的切削刀具顯示出了改善的性能。
本發(fā)明的切削刀片由下列物質(zhì)組成硬質(zhì)合金體，它含有熔合很少W的粘結(jié)相和化學(xué)組成與晶粒大小平衡很好的WC；柱狀TiCxNyOz層；k-Al2O3層；TiN層。然后還可借助用例如SiC基刷對(duì)刀口進(jìn)行刷光而使切削刀口變得平滑。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種帶有涂層的切削刀片，該刀片包括有硬質(zhì)合金體，所述合金體包含如下組份10.9-13％(重量)的Co，優(yōu)選11.0-12.0％(重量)的Co，最佳11.1-11.7％(重量)的Co，0.2-1.8％(重量)、優(yōu)選0.4-1.8％(重量)、最佳0.5-1.7％(重量)的金屬Ta，Nb和Ti的立方碳化物，以及余量WC。另外，該硬質(zhì)合金還可包含選自元素周期表第IVb，Vb或VIb族的另外的碳化物。Ti的含量?jī)?yōu)選與工藝雜質(zhì)量相當(dāng)。WC的平均晶粒大小在約1.5-2.5微米的范圍，優(yōu)選約1.7微米。
鈷粘結(jié)相很少量地熔合有W。在粘結(jié)相中W的含量表達(dá)為CW比值＝Ms/(Co重量百分?jǐn)?shù)·0.0161)，式中Ms為所測(cè)量的硬質(zhì)合金的飽和磁化強(qiáng)度(KA/m)，Co重量百分?jǐn)?shù)為Co在硬質(zhì)合金中的重量百分?jǐn)?shù)。CW比值是Co粘結(jié)相中W含量的函數(shù)。高CW比值對(duì)應(yīng)于粘結(jié)相中低的W含量。
根據(jù)本發(fā)明，業(yè)已發(fā)現(xiàn)如果硬質(zhì)合金體的CW值為0.87-0.99，優(yōu)選為0.88-0.97，最優(yōu)選為0.90-0.95的話，取得了改善的切削性能。該硬質(zhì)合金可以包含少量(小于1％體積)的η相(M6C)，而不會(huì)有任何有害作用。根據(jù)CW比值可知，本發(fā)明的硬質(zhì)合金體中不允許有任何游離石墨。
所述涂層包括等軸晶粒的TiCxNyOz的第一層(最里層)，其中x+y+z＝1，優(yōu)選y＞x且z＜0.2，最優(yōu)選y＞0.8且z＝0；晶粒大?。?.5微米并且總厚度＜1.5微米，優(yōu)選＞0.1微米；柱狀晶粒的TiCxNyOz層，其中x+y+z＝1，優(yōu)選z＝0，x＞0.3且y＞0.3，最優(yōu)選x＞0.5；厚度為1-8微米，優(yōu)選2-7微米，最優(yōu)選＜6微米；晶粒平均直徑＜5微米，優(yōu)選為0.1-2微米；基本上由k-相組成的光滑細(xì)晶粒(晶粒大小約0.5-2微米)的Al2O3層。該層可以包含少量(1-3％體積)的θ-相或α-相(由XRD測(cè)量確定的)。Al2O3層的厚度為0.5-5微米，優(yōu)選0.5-2微米，最優(yōu)選0.5-1.5微米。優(yōu)選該Al2O3層之后是另外的TiCxNyOz層(厚度小于1微米，優(yōu)選0.1-0.5微米)，其中x+y+z＝1，優(yōu)選y＞x且z＜0.3，最優(yōu)選y＞0.8；但Al2O3層可以是最外層。在10微米的長(zhǎng)度上，該最外層(Al2O3或TiCxNyOz)的表面粗糙度Rmax≤0.4微米。優(yōu)選沿切削刀口除去TiCxNyOz層(如果有的話)。另一種做法是，沿切削刀口將TiCxNyOz層除去并部分或全部地除去其下面的氧化鋁層。
另外，本發(fā)明還涉及帶有涂層的切削刀具的制備方法，所述刀具包括有硬質(zhì)合金體，所述合金體包含如下組份10.9-13％(重量)的Co，優(yōu)選11.0-12.0％(重量)的Co，最佳11.1-11.7％(重量)的Co，0.2-1.8％(重量)、優(yōu)選0.4-1.8％(重量)、最佳0.5-1.7％(重量)的金屬Ta，Nb和Ti的立方碳化物，以及余量WC。另外，該硬質(zhì)合金還可包含選自元素周期表第IVb，Vb或VIb族的另外的碳化物。Ti的含量?jī)?yōu)選與工藝雜質(zhì)量相當(dāng)。WC的平均晶粒大小在約1.5-2.5微米的范圍，優(yōu)選約1.7微米。將下面各層沉積至該硬質(zhì)合金體上首先，利用已知的CVD方法沉積等軸晶粒的TiCxNyOz的第一層(最里層)，其中x+y+z＝1，優(yōu)選y＞x且z＜0.2，最優(yōu)選y＞0.8且z＝0；晶粒大?。?.5微米，并且層的總厚度＜1.5微米，優(yōu)選＞0.1微米；接著，優(yōu)選利用MTCVD工藝(使用乙腈作為700-900℃范圍內(nèi)形成該層的碳氮源)，沉積柱狀晶粒的TiCxNyOz層，其中x+y+z＝1，優(yōu)選z＝0，x＞0.3且y＞0.3，最優(yōu)選x＞0.5；層厚度為1-8微米，優(yōu)選2-7微米，最優(yōu)選＜6微米；晶粒平均直徑＜5微米，優(yōu)選為0.1-2微米；然而，準(zhǔn)確的條件在一定程度上取決于所使用設(shè)備的構(gòu)造；再在例如EP-A-523021中所述的條件下，沉積基本上由k-Al2O3組成的光滑的Al2O3層。Al2O3層的厚度為0.5-5微米，優(yōu)選0.5-2微米，最優(yōu)選0.5-1.5微米。優(yōu)選另外再沉積一TiCxNyOz層(厚度＜0.1微米，優(yōu)選0.1-0.5微米)，但Al2O3層可以是最外層。在10微米的長(zhǎng)度上，該最外層(Al2O3或TiCxNyOz)的表面粗糙度Rmax≤0.4微米。如在瑞典專利申請(qǐng)9402543-4中所述，通過(guò)用細(xì)粒(400-150目)氧化鋁粉對(duì)涂層表面進(jìn)行輕度濕噴砂，或通過(guò)用基于例如SiC的刷子對(duì)刀口進(jìn)行刷光(當(dāng)有TiCxNyOz頂層時(shí)優(yōu)選使用)，可得到光滑的涂層表面。優(yōu)選沿切削刀口除去TiCxNyOz層(如果有的話)。另一種做法是，沿切削刀口將TiCxNyOz層除去并部分或全部地除去下面的氧化鋁層。
實(shí)施例1A.通過(guò)使用MTCVD工藝(溫度為885-850℃，CH3CN作為碳/氮源)，用0.5微米等軸晶粒的TiC0.05N0.95層(高氮含量，相當(dāng)于0.05的估測(cè)C/N比值)，隨后是4微米厚的柱狀晶粒的TiC0.54N0.46層對(duì)本發(fā)明的硬質(zhì)合金銑刀進(jìn)行涂布；所述銑刀包含如下組分11.5％(重量)的Co，1.25％(重量)的TaC，0.30％(重量)的NbC和余量WC，以及相當(dāng)于0.93CW比值熔合有W的粘結(jié)相。在同一涂布循環(huán)的隨后步驟中，采用如EP-A-523021中所述的970℃和0.4％的H2S摻雜劑，沉積1.0微米厚的Al2O3層。根據(jù)已知的CVD工藝，將TiN薄層(0.3微米)沉積在頂上。XRD測(cè)量表明，Al2O3層由100％k-相組成。硬質(zhì)合金體中WC晶粒大小平均為1.7微米。通過(guò)包含SiC晶粒的耐綸草桿刷對(duì)該帶有涂層的刀具進(jìn)行刷光。在光學(xué)顯微鏡下對(duì)刷光刀具的檢測(cè)表明，只是沿切削刀口刷掉了薄TiN層和某部分Al2O3層，留下了光滑的Al2O3層。對(duì)橫切的刷光過(guò)的試樣進(jìn)行的涂層厚度測(cè)量表明，沿刀口線除去了TiN外層和約一半Al2O3層。
B.通過(guò)使用MTCVD工藝(溫度為885-850℃，CH3CN作為碳/氮源)，用0.5微米等軸晶粒的TiC0.05N0.95層，隨后是4微米厚的柱狀晶粒的TiC0.54N0.46層對(duì)本發(fā)明的硬質(zhì)合金銑刀進(jìn)行涂布；所述銑刀包含如下組分11.1％(重量)的Co，1.25％(重量)的TaC，0.30％(重量)的NbC和余量WC，以及相當(dāng)于0.93CW比值的熔合有W的粘結(jié)相。在同一涂布循環(huán)的隨后步驟中，采用如EP-A-523021中所述的970℃和0.4％的H2S摻雜劑，沉積0.1微米厚的Al2O3層。根據(jù)已知的CVD工藝，將TiN薄層(0.3微米)沉積在頂上。XRD測(cè)量表明，Al2O3層由100％k-相組成。硬質(zhì)合金體中WC晶粒大小平均為1.8微米。通過(guò)包含SiC晶粒的耐綸草桿刷對(duì)該帶有涂層的刀具進(jìn)行刷光。在光學(xué)顯微鏡下對(duì)刷光刀具的檢測(cè)表明，只是沿切削刀口刷掉了薄TiN層和某部分Al2O3層，留下了光滑的Al2O3層。對(duì)橫切的刷光過(guò)的試樣進(jìn)行的涂層厚度測(cè)量表明，沿刀口線除去了TiN外層和約一半Al2O3層。
C.選擇得自外界一流碳化物生產(chǎn)者的極具競(jìng)爭(zhēng)力的硬質(zhì)合金，用于銑削試驗(yàn)作為對(duì)比。該碳化物包含如下組分11.4％(重量)的Co，0.1％(重量)的TiC，1.9％(重量)的TaC，0.4％(重量)的NbC，和余量WC；CW比值為0.9。WC晶粒大小為1.4微米。該刀具的PVD涂層由總計(jì)為5微米的TiN/TiC/TiC、N/TiC層組成。
D.選擇得自外界一流碳化物生產(chǎn)者的極具競(jìng)爭(zhēng)力的硬質(zhì)合金，用于銑削試驗(yàn)作為對(duì)比。該碳化物包含如下組分11.5％(重量)的Co，0.2％(重量)的TiC，1.4％(重量)的TaC，和余量WC；CW比值為0.97。WC晶粒大小為1.5微米。該刀具的常規(guī)CVD涂層由總計(jì)為4.8微米的TiN/TiC、N/TiC層組成。
操作端面銑削粗加工，刀具直徑160mm工件船的連接桿材料6S42CrMo4V-鑄鐵皮，260HB切削速度151m/min進(jìn)刀速度/齒 0.15mm/轉(zhuǎn)切削深度 2-3mm刀具型號(hào) TPKN 2204 PDR備注 10個(gè)刀片，干加工，懸挑，些許振動(dòng)結(jié)果 刀片壽命，分鐘牌號(hào)A26牌號(hào)B39競(jìng)爭(zhēng)牌號(hào)C(現(xiàn)有技術(shù)) 1.3競(jìng)爭(zhēng)牌號(hào)D(現(xiàn)有技術(shù)) 13刀片壽命的標(biāo)準(zhǔn)是刀口線的劈裂和斷裂。
實(shí)施例2E.一種滲了碳的切削刀具，該刀具含有如下組分8.0％(重量)的Co，0.1％(重量)的TiC，余量WC，并且CW比值為0.88。WC晶粒大小為3.2微米。該刀具的常規(guī)CVD涂層由總計(jì)為2.5微米的TiN/TiC、N/TiN層組成。
在端面銑削操作中對(duì)得自A，B，C和E的刀片進(jìn)行試驗(yàn)。
操作端面銑削，R260.22-250工件桿，帶200×250mm孔材料SS2541切削速度100m/min進(jìn)刀速度/齒 0.4mm/轉(zhuǎn)切削深度2mm
刀具型號(hào) SEKN1204備注 偏置20mm，單齒，干加工，由于孔所致的不同的出口角，些許振動(dòng)結(jié)果 刀片壽命，分鐘牌號(hào)A132牌號(hào)B19競(jìng)爭(zhēng)牌號(hào)C(現(xiàn)有技術(shù)) 13競(jìng)爭(zhēng)牌號(hào)E(現(xiàn)有技術(shù)) 7刀片壽命的標(biāo)準(zhǔn)是刀口線的劈裂和整體斷裂。
實(shí)施例3F.一種滲了碳的切削刀具，除不對(duì)涂層進(jìn)行刷光以外，與例A中所述的刀具相同。
G.一種滲了碳的切削刀具，除了對(duì)涂層進(jìn)行不同的刷光以外，與例B中所述的刀具相同。用光學(xué)顯微鏡對(duì)刷光的刀片進(jìn)行的檢測(cè)表明，只是沿切削刀口刷掉了TiN薄層，留下了光滑的Al2O3層。對(duì)橫切的刷光過(guò)的試樣進(jìn)行的涂層厚度測(cè)量表明，除刷去了TiN外層以外，沿刀口線的涂層沒(méi)有任何減少。
H.選擇得自外界一流碳化物生產(chǎn)者的極具競(jìng)爭(zhēng)力的硬質(zhì)合金，用于銑削試驗(yàn)作為對(duì)比。該碳化物包含如下組分9.5％(重量)的Co，6.6％(重量)的TiC，12.7％(重量)的TaC，1.4％(重量)的NbC，和余量WC；CW比值為0.83。該刀片是未帶有涂層的。
在端面銑削操作中對(duì)得自A，B和F的刀片進(jìn)行試驗(yàn)。
操作 端面銑削粗加工，R282.2-200-30工件 板，800×4200mm材料 Fe，鍛造表面，含砂，150-250HB切削速度 100m/min進(jìn)刀速度/齒 0.19mm/轉(zhuǎn)切削深度 6-8mm刀具型號(hào) TPKN 2204 PDR備注 干加工，11齒，劇烈振動(dòng)結(jié)果 刀片壽命，分鐘牌號(hào)F 26牌號(hào)G 26競(jìng)爭(zhēng)牌號(hào)H(現(xiàn)有技術(shù))7刀片壽命的標(biāo)準(zhǔn)是刀口的劈裂。
實(shí)施例4I.一種滲了碳的切削刀具，該刀具含有如下組分9.1％(重量)的Co，1.2％(重量)的TaC，0.3％(重量)的NbC，余量WC；CW比值為0.89。WC晶粒大小為1.7微米。該刀片的涂層與例A中所述的相同。
在方形肩試驗(yàn)中對(duì)得自A，B，E和G的刀片進(jìn)行試驗(yàn)。
操作全縫加寬，0出口角，R290.90-063Q22-12M工件棒，200×600mm
材料SS1672，生銹表面，150HB切削速度181m/min進(jìn)刀速度/齒 0.17mm/轉(zhuǎn)切削深度3-5mm刀具型號(hào)R290.90-12T308PPM-WM備注干加工，5齒，小片的再切削結(jié)果刀片壽命，分鐘牌號(hào)A 63牌號(hào)B 46競(jìng)爭(zhēng)牌號(hào)E(現(xiàn)有技術(shù)) 25競(jìng)爭(zhēng)牌號(hào)I(現(xiàn)有技術(shù)) 5刀片壽命的標(biāo)準(zhǔn)是由于塑性變形所致的刀口的劈裂。
實(shí)施例5J.一種滲了碳的切削刀具，除了刷光不同以外，與例A所述的刀具相同。用光學(xué)顯微鏡對(duì)刷光的刀片進(jìn)行的檢測(cè)表明，只是沿切削刀口刷掉了TiN薄層和Al2O3層，留下了光滑的TiC0.54N0.46表面。對(duì)橫切的刷光過(guò)的試樣進(jìn)行的涂層厚度測(cè)量表明，除沿刀口線除去了TiN外層和Al2O3層以外，TiC0.54N0.46層沒(méi)有任何減少。
在端面銑削操作中對(duì)得自C，D，E，I和J的刀片進(jìn)行試驗(yàn)。將兩根平行的棒(厚度為35mm)相對(duì)于切刀進(jìn)行中心定位，這兩根棒間的空隙為10mm。操作 端面銑削工件 兩根棒，35×600mm材料 SS1672，生銹表面，150HB切削速度 230m/min進(jìn)刀速度/齒 0.28mm/轉(zhuǎn)切削深度 3mm刀具型號(hào) SPKN 1203 EDR備注 濕加工，單齒結(jié)果 刀片壽命，分鐘牌號(hào)J 27競(jìng)爭(zhēng)牌號(hào)C(現(xiàn)有技術(shù)) 18競(jìng)爭(zhēng)牌號(hào)D(現(xiàn)有技術(shù)) 22競(jìng)爭(zhēng)牌號(hào)E(現(xiàn)有技術(shù)) 15競(jìng)爭(zhēng)牌號(hào)I(現(xiàn)有技術(shù)) 22刀片壽命的標(biāo)準(zhǔn)是由于塑性變形所致的劈裂。
實(shí)施例6在車削試驗(yàn)中對(duì)得自A和E的刀片進(jìn)行試驗(yàn)。操作 端面車削工件 圓柱體，180mm材料 SS2541，300HB切削速度 220m/min
進(jìn)刀速度/齒0.3mm/轉(zhuǎn)切削深度 2mm刀具型號(hào) CNMG 120408-PM備注 干加工結(jié)果 刀片壽命，分鐘牌號(hào)A 5競(jìng)爭(zhēng)牌號(hào)E(現(xiàn)有技術(shù)) 4刀片壽命的標(biāo)準(zhǔn)是塑性變形。
實(shí)施例7在車削不銹鋼的試驗(yàn)中對(duì)得自A和E的刀片進(jìn)行試驗(yàn)。
操作 端面和縱向車削工件 圓柱體，96mm材料 Sanmac 304L切削速度 220m/min進(jìn)刀速度/齒 0.3mm/轉(zhuǎn)切削深度 2mm刀具型號(hào) CNMG 120408-PM備注 濕加工結(jié)果 刀片壽命，分鐘牌號(hào)A 4
競(jìng)爭(zhēng)牌號(hào)E(現(xiàn)有技術(shù)) 3刀片壽命的標(biāo)準(zhǔn)是由于塑性變形所致的側(cè)面磨損。
實(shí)施例8在車削低合金鋼的試驗(yàn)中對(duì)得自A和E的刀片進(jìn)行試驗(yàn)。
操作端面，刀口線成片剝離試驗(yàn)工件預(yù)加工圓柱體，150mm材料SS 2172切削速度130m/min進(jìn)刀速度/齒 0.2mm/轉(zhuǎn)切削深度 2mm刀具型號(hào) CNMG 120408-PM備注干加工，對(duì)每種變更進(jìn)行五個(gè)片的試驗(yàn)結(jié)果刀口線成片剝離，％牌號(hào)A5競(jìng)爭(zhēng)牌號(hào)E(現(xiàn)有技術(shù)) 21結(jié)果以一次切割后的平均值給出。對(duì)每種變更進(jìn)行五個(gè)刀片的試驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.一種切削刀具，用于有或沒(méi)有原始表面的低和中等合金鋼、不銹鋼的濕或干的機(jī)加工，所述刀具包含有硬質(zhì)合金體和涂層，其特征在于，所述的硬質(zhì)合金體由平均粒徑為1.5-2.5微米，優(yōu)選1.7微米的WC；10.9-13％(重量)，優(yōu)選11-12％(重量)的Co和0.2-1.8％(重量)的TaC+NbC，以及CW比值為0.87-0.99的熔合有少量W的粘結(jié)相組成；所述的涂層由下列各層組成-等軸晶粒的TiCxNyOz的第一層(最里層)，其中x+y+z＝1，優(yōu)選y＞x且z＜0.2，層厚度0.1-1.5微米，晶粒大?。?.5微米；-柱狀晶粒的TiCxNyOz層，其中x+y+z＝1，優(yōu)選z＝0，x＞0.3且y＞0.3，層厚度為1-8微米，晶粒直徑＜5微米；-光滑細(xì)晶粒的k-Al2O3層，其中晶粒大小為0.5-2微米，層厚度0.5-5微米，和-優(yōu)選TiCxNyOz，特別是TiN的最外層，層厚度小于1微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的切刀，其特征在于，所述的硬質(zhì)合金的組成為11.1-11.7％(重量)的Co和0.5-1.7％(重量)的TaC+NbC。
3.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的切刀，其特征在于，CW比值為0.90-0.95。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的切刀，其特征在于，如果有TiCxNyOz最外層的話，沿切割刀口除去TiCxNyOz最外層。
5.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的切刀，其特征在于，沿切割刀口除去k-Al2O3層。
6.一種包含硬質(zhì)合金體和涂層的切刀的制備方法，其特征在于，WC-Co基硬質(zhì)合金體由下列物質(zhì)組成平均粒徑為1.5-2.5微米，優(yōu)選1.7微米的WC，10.9-13％(重量)，優(yōu)選11-12％(重量)的Co和0.4-1.8％(重量)的TaC+NbC，以及CW比值為0.87-0.99的熔合有少量W的粘結(jié)相；用下述各層對(duì)該合金體進(jìn)行涂布-利用已知的CVD法涂布等軸晶粒的TiCxNyOz的第一層(最里層)，其中x+y+z＝1，優(yōu)選y＞x且z＜0.2，層厚度0.1-1.5微米，晶粒大?。?.5微米；-將乙腈用作在優(yōu)選的溫度范圍850-900℃形成該層用的碳/氮源，通過(guò)MTCVD法沉積柱狀晶粒的TiCxNyOz層，其中x+y+z＝1，優(yōu)選z＝0，x＞0.3且y＞0.3，層厚度為1-8微米，晶粒直徑＜5微米；-使用CVD法涂布厚度為0.5-5微米的光滑的k-Al2O3層，和-優(yōu)選涂布厚度小于1微米的TiN層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的制備方法，其特征在于，所述硬質(zhì)合金體的組成為11.1-11.7％(重量)的Co和0.5-1.7％(重量)的TaC+NbC。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的方法，其特征在于，CW比值為0.90-0.95。
9.根據(jù)權(quán)利要求6，7，或8所述的方法，其特征在于，如果存在TiCxNyOz最外層的話，沿切削刀口除去TiCxNyOz最外層。
10.根據(jù)權(quán)利要求6，7，或8所述的方法，其特征在于，沿切削刀口除去Al2O3層。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種切削刀具,該刀具特別適于在嚴(yán)酷的條件下,如在振動(dòng),長(zhǎng)懸挑和小片的再切削下,對(duì)有或沒(méi)有原始表面區(qū)的低和中等合金鋼,不銹鋼進(jìn)行干和濕的機(jī)加工。本發(fā)明刀具的特征在于:包括WC－Co硬質(zhì)合金和涂層;所述合金具有低含量的立方碳化物和熔合相當(dāng)少量W的粘結(jié)相;所述涂層包括有:柱狀晶粒的TiC
文檔編號(hào)C23C16/40GK1203636SQ96198660
公開日1998年12月30日 申請(qǐng)日期1996年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月30日
發(fā)明者安尼卡·桑德曼, 卡米拉·奧登, 耶安內(nèi)特·佩爾松, 奧克·奧斯特倫 申請(qǐng)人:桑德維克公司