CN102335814A

CN102335814A - 一种制造切削刀片的方法

Info

Publication number: CN102335814A
Application number: CN2011102206024A
Authority: CN
Inventors: 李梁
Original assignee: Sichuan Oilman Machinery Co Ltd
Current assignee: Sichuan Oilman Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2011-08-03
Publication date: 2012-02-01

Abstract

一种制造切削刀片的方法，该方法包括：步骤一：毛坯铸造，既将制造刀片基体的材料进行铸造，通过铸造形成基体的毛坯；步骤二：基体成型，通过合适的方式对铸造后的毛坯进行加工，使基体成型，其中优选的加工方式有车削、铣削等；步骤三：在基体上通过PVD技术沉积第一涂层；步骤四：在第一涂层上通过CVD技术沉积第二涂层；步骤五：在第二涂层上通过PVD技术沉积第三涂层，该方法步骤简单，制造的刀片涂层不易脱落、碎裂，且能满足厚度的需求，增加刀片的寿命。

Description

一种制造切削刀片的方法

技术领域

本发明涉及切削加工的刀具加工领域，尤其涉及一种制造切削刀片的方法。

背景技术

在现有的刀片加工中，由于刀片主要由基体和覆盖在基体上的涂层组成，因此，其工序通常包含制造基体以及涂层沉积，现有的加工技术主要通过CVD沉积，而新出现的PVD沉积具有更好的精细度和应力，形成的涂层能较好的承载负载，但PVD涂层必须很薄，这是由于较厚的PVD将容易导致剥落、破裂和崩刃，在剥落之前能够在刀片上沉积的最大涂层厚度主要取决于切削刃的半径，而切削刀片的切削刃过于锋利将导致较薄的涂层容易发生剥落和崩刃，而CVD虽然能很好的解决涂层厚度的问题，但由于CVD涂层相对存在较为粗糙和难于引入应力的问题。

为了解决上述矛盾，本发明的设计者通过大量的实验和理论设计，同时结合PVD和CVD的优点进行刀片的制造生产，以为刀片提供更好的耐磨性能和寿命的延长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制造切削刀片的方法，该方法步骤简单，刀片涂层不易脱落、碎裂，且能满足厚度的需求，增加刀片的寿命。

为实现上述目的，本发明公开了一种制造切削刀片的方法，该方法包括：

步骤一：毛坯铸造，既将制造刀片基体的材料进行铸造，通过铸造形成基体的毛坯；

步骤二：基体成型，通过合适的方式对铸造后的毛坯进行加工，使基体成型，其中优选的加工方式有车削、铣削等；

步骤三：在基体上通过PVD技术沉积第一涂层；

步骤四：在第一涂层上通过CVD技术沉积第二涂层；

步骤五：在第二涂层上通过PVD技术沉积第三涂层。

其中，第一涂层为金属涂层，该金属涂层可为从Al、Cr、V、Ti、Ta和Zr中任选一种或几种进行组合的金属涂层，该第一涂层的厚度为500nm-550nm。

其中，第二涂层为Al、Cr、V、Ti、Ta和Zr中任选一种或者几种的的氮化金属、氧化金属、硼化金属、碳化金属涂层，该第二涂层的厚度为17-18μm。

其中，该第三涂层为非金属涂层，该非金属涂层为碳纤维或超硬陶瓷，该第三涂层的厚度为620nm-680nm。。

通过上述方法，本发明的制造切削刀片的方法在刀片的基体上涂覆多层涂层，不仅充分利用PVD涂层的精细度和应力引入，同时也能利用CVD涂层的厚度，从而避免了涂层脱落、碎裂的可能，增加了刀具的寿命，同时也改进了刀片的抗磨损性。

本发明将通过下面的具体实施例进行进一步的详细描述，且进一步结合对附图的说明将得到更加清楚和明显的了解。

附图说明

图1显示了本发明的制造切削刀片的方法的步骤图。

图2显示了本发明的方法制成的刀片的部分放大剖视图。

具体实施方式

参见图1，显示了本发明的制造切削刀片的方法的步骤图，该方法包括以下步骤：

步骤三：在基体上通过PVD技术沉积第一涂层；

步骤四：在第一涂层上通过CVD技术沉积第二涂层；

步骤五：在第二涂层上通过PVD技术沉积第三涂层。

通过上述方式，能在切削刀片上沉积多个涂层，且能同时利用PVD和CVD沉积的优点。

优选的是，沉积的第一涂层为金属涂层，该金属涂层可为从Al、Cr、V、Ti、Ta和Zr中任选一种或几种进行组合的金属涂层，优选的是，第一涂层的厚度为500nm-550nm。

优选的是，沉积的第二涂层可为Al、Cr、V、Ti、Ta和Zr中任选一种或者几种的的氮化金属、氧化金属、硼化金属、碳化金属涂层，优选的是，第二涂层的厚度为17-18μm。

优选的是，沉积的该第三涂层为非金属涂层，该非金属涂层为碳纤维、超硬陶瓷等，优选的是，第一涂层的厚度为620nm-680nm。

参见图2，显示了通过本发明的方法制造的刀片的部分剖视图，该刀片包括基体1、第一涂层2、第二涂层3和第三涂层4，三个涂层涂覆在基体1的外周围，优选的是整个涂层的厚度为10-30μm，更优选的是整个涂层的厚度为15-20μm，这种较厚的涂层一方面能有效保护刀片的不同表面，且能避免涂层脱落、碎裂的可能，其中，第一涂层2为金属涂层，该金属涂层可为从Al、Cr、V、Ta和Zr中任选一种或几种进行组合的金属涂层，优选的是，第一涂层2的厚度为500nm-550nm；其中第二涂层3可为Al、Cr、V、Ta和Zr中任选一种或者几种的的氮化金属、氧化金属、硼化金属、碳化金属涂层，优选的是，第二涂层3的厚度为17-18μm；第三涂层4为非金属涂层，该非金属涂层为碳纤维、超硬陶瓷等，优选的是，第三涂层4的厚度为620nm-680nm。

通过本发明的制造方法设计，刀片的周围被多层涂层覆盖，第一涂层2为纯金属涂层，相对较薄，而由于纯金属的特性，硬度较为适中，提供了一定的韧性和较好的粘结性，第二涂层3为金属化合物，其硬度较高，相对更厚，由此提供了较好的耐磨性，增大了使用寿命，第三涂层4为非金属涂层，其硬度高，耐磨性好，能进一步提供保护。

下面通过示例来说明本发明的优越性：

采用硬质合金作为刀片基体，分三组进行实验，第一组为现有技术中的采用CVD沉积三氧化二铝，沉积层厚度为20μm；第二组通过本发明的方法中分别沉积第一涂层2、第二涂层3和第三涂层4，其中第一涂层2的材质为Cr，厚度为500nm，第二涂层3的材质为Ti_0.33Al_0.67N，厚度为18μm，第三涂层4的材质为碳纤维，厚度为650nm；通过车削进行两组刀片的测试，测试工件材料为淬火钢，测试中，第一组刀片平均寿命为24分钟，第二组刀片平均寿命为92分钟。

过上述示例可知，本发明的方法使得刀片的使用寿命和抗磨损性能得到显著提高。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims

1.一种制造切削刀片的方法，该方法包括：

步骤三：在基体上通过PVD技术沉积第一涂层；

步骤四：在第一涂层上通过CVD技术沉积第二涂层；

步骤五：在第二涂层上通过PVD技术沉积第三涂层。

2.如权利要求1所述的制造切削刀片的方法，其特征在于，第一涂层为金属涂层，该金属涂层可为从Al、Cr、V、Ti、Ta和Zr中任选一种或几种进行组合的金属涂层，该第一涂层的厚度为500nm-550nm。

3.如权利要求2所述的制造切削刀片的方法，其特征在于，第二涂层为Al、Cr、V、Ti、Ta和Zr中任选一种或者几种的的氮化金属、氧化金属、硼化金属、碳化金属涂层，该第二涂层的厚度为17-18μm。

4.如权利要求3所述的制造切削刀片的方法，其特征在于，该第三涂层为非金属涂层，该非金属涂层为碳纤维或超硬陶瓷，该第三涂层的厚度为620nm-680nm。