CN105483584A - 一种提高TiCrN多元多层复合涂层硬质合金的硬度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种提高TiCrN多元多层复合涂层硬质合金的硬度的方法。该方法主要是对涂覆了TiCrN多元多层复合涂层进行了后处理，该后处理技术是深冷处理。所述的TiCrN多元多层复合涂层的组成为Ti/TiN/TiCrN/TiN，通过深冷处理该复合涂层硬质合金的硬度有所提高。

Description

一种提高TiCrN多元多层复合涂层硬质合金的硬度的方法

技术领域

本发明涉及硬质合金刀具的加工处理方法，具体而言涉及TiCrN多元多层复合涂层刀具的加工处理方法。

背景技术

现代机械加工正在朝着高精度、高效率、柔性化和自动化的方向快速发展以及科学技术的进步、难加工材料的使用日益增多，材料力学性能不断提高，对刀具材料综合性能的要求也大幅提高，传统的未涂层刀具常常不能适应新的要求。TiCrN薄膜是在TiN薄膜的基础上发展起来的性能更加优良的超硬膜，是TiN基多元膜中最具发展潜力的涂层之一。由于多弧离子镀技术具有离化率高，离子能量大，沉积速率快的特点，能沉积绝大多数金属和合金材料，在薄膜沉积中应用十分广泛，而TiN、CrN、TiCrN等薄膜具有表面硬度高，耐磨性好，高温抗氧化性好等特点，在工业上多应用于工具表面。与单层涂层相比，多层涂层具有明显的优势，采用形成多层结构的方法，可在充分利用单层涂层原有优良综合力学性能优势的条件下，进一步提高其硬度、韧性和高温抗氧化性能。

深冷处理已经作为延长许多刀具寿命的一种手段在一些研究中被认可。同时深冷处理是一种较为成熟的金属材料强化技术，能有效提高金属材料的力学性能，广泛应用于钢铁材料、有色金属、合金等的性能改善上。对于传统的钢铁材料,深冷处理可转变残余奥氏体为马氏体，提高工件的硬度，稳定工件尺寸；析出超细碳化物，提高工件的耐磨性；可细化晶粒，提高工件的冲击韧性；可提高马氏体不锈钢的抗蚀性，提高工件的抛光性能等。深冷处理可提高硬质合金的耐磨性和切削寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种提高TiCrN多元多层复合涂层硬质合金的硬度的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是对多弧离子镀沉积的多元多层TiCrN复合涂层硬质合金进行深冷处理，所述深冷处理方法包括降温过程、保温过程以及回复至室温的加热过程，所述的深冷处理为液氮直接深冷的液体法，深冷温度为（液氮）-196℃，保温时间为20-40h；所述的深冷处理后的加热过程为在空气中回复至室温；所述的多元多层复合涂层组成为Ti/TiN/TiCrN/TiN。

本发明的有益效果如下：

本发明通过对涂层硬质合金刀片进行适当的深冷处理，使涂层硬质合金的显微硬度得到了提高。通常刀具材料应具备的性能有：一是高硬度；二是高耐磨性，三是足够的强度与冲击韧性；四是高耐热性，五是良好的工艺性和经济性。涂层刀具材料在保证刀具材料具有基体的强韧性的同时又具有涂层的高硬度和耐磨性，硬度和耐磨性是刀具材料很重要的性能，影响到刀具材料寿命以及切屑性能。

附图说明

图1是涂层硬质合金在不同深冷时间下，硬度的变化情况。

具体实施方式

涂层硬质合金涂层的沉积顺序为Ti/TiN/TiCrN/TiN。

在多弧离子镀沉积炉中，利用真空将涂覆材料离化后，通入反应气体并使其离化激活形成真空等离子体，使之在沉积室发生反应，生成薄膜沉积于YG6硬质合金基体表面，沉积的涂层的总厚度约为3um。将沉积了涂层的硬质合金直接置于液氮罐中进行深冷，深冷时间为20-40h，后将试样置于空气中直至回复到室温。对深冷前后的涂层硬质合金的各项性能进行检测，其技术性能如下：深冷30h的样品与未深冷的涂层相比，其硬度提高了约100-200HV；膜基结合力达到57N，未处理涂层硬质合金的膜基结合力约为55N，该深冷条件下硬度得到了提高的同时保证了膜基结合力。

Claims (4)

1.一种提高TiCrN多元多层复合涂层硬质合金的硬度的方法，其特征在于：对所述TiCrN多元多层复合涂层硬质合金进行深冷处理。

2.根据权利要求1所述的一种提高TiCrN多元多层复合涂层硬质合金的硬度的方法，其特征在于所述深冷处理包括降温过程、保温过程以及回复室温的过程，其中降温采用液氮直接深冷的液体法。

3.根据权利要求2所述的一种提高TiCrN多元多层复合涂层硬质合金的硬度的方法，其特征在于所述液氮直接深冷的液体法的深冷温度为（液氮）-196℃，保温时间为20-40h。

4.根据权利要求1至3的任何一项所述的一种提高TiCrN多元多层复合涂层硬质合金的硬度的方法，其特征在于所述TiCrN多元多层复合涂层组成为Ti/TiN/TiCrN/TiN。