CN109338366B - 一种面向刀具再制造的钛基硬涂层的退涂方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属切削工具再制造技术领域，涉及一种金属切削刀具表面钛基硬涂层的退涂方法。该方法针对基体为硬脆性材料的钛基硬涂层刀具，退涂关键步骤包括：将钛基硬涂层刀具加热并冷淬处理，使涂层产生裂纹；将冷淬处理后的刀具放入氢氧化钠有机溶液中超声辅助反应溶解钛基硬涂层；机械抛光去除残存的涂层及反应附着颗粒。该方法工艺简便，退涂效果优越，实施成本低廉，可适用于硬脆刀具材料表面钛基硬涂层的批量化退涂生产，有效促进切削刀具再制造技术的发展。

Description

一种面向刀具再制造的钛基硬涂层的退涂方法
技术领域
本发明涉及一种金属切削刀具表面钛基硬涂层的退涂方法，属于金属切削工具再制造技术领域。
背景技术
干切削、高速切削及新型难加工材料的切削需求对刀具技术的发展提出了苛刻的要求。为满足切削技术的发展需要，开发新型刀具材料、刀具结构设计及涂层技术应经成为了刀具技术发展的重要方向，其中以刀具涂层技术的应用最为广泛和有效。钛基硬涂层是目前应用最为广泛的刀具涂层，其因高硬度、高韧性而能够显著提高刀具的抗磨损能力，目前广泛应用在车削、钻削、铣削等多种加工形式的刀具上。然而，在目前状态下，这些刀具的涂层一旦磨损脱落就要更换新的刀具。硬脆性刀具基体的原材料在我国属于高储量材料，但其仍属于不可再生矿物资源，而且刀具基体的制备工艺繁琐，成本不菲。因此，如果能够将目前广泛使用的钛基硬涂层刀具的磨损废弃刀具进行有效退涂处理，重新涂层，可显著降低涂层刀具的使用成本。涉及的涂层刀具再制造对促进资源的优化利用具有重要的战略意义。
中国专利“申请号：201611116715.9”报道了一种金刚石涂层刀具的退涂方法，该方法将金刚石涂层刀具放入微波等离子体化学气相沉积设备的腔体内，通氮气，保温数百摄氏度，通氧气氧化退涂。该方法可满足不损伤刀具基体的表面金刚石涂层的有效退涂，但该方法仅针对昂贵的金刚石涂层的退涂处理。显然，寻求一种面向广泛应用的钛基硬涂层刀具的退涂方法是尤为重要的。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钛基硬涂层刀具的退涂方法，促进钛基硬涂层刀具再制造技术的发展。
技术方案：本发明的一种面向刀具再制造的钛基硬涂层的退涂方法融合了物理去除、化学去除的综合作用形式，其主要步骤如下：将以硬质合金、陶瓷等硬脆材料为基体的钛基硬涂层刀具在真空环境中加热，加热温度在600～1000℃之间，保温时间2～5min，将加热后的刀具迅速置入温度为10～20℃的水中，冷淬10～30s，利用温度冲击使涂层产生裂纹；将冷淬后的涂层刀具放入氢氧化钠溶液中，溶液的溶剂为乙醇、甘油等有机溶剂，氢氧化钠的溶解度为15～30wt.％，在超声频率为20～35kHz的超声辅助条件下放置溶解反应30～60min；取出化学溶解反应后的涂层刀具，进行轻微机械抛光去除表面残留涂层及反应附着颗粒，抛光采用纳米金刚石抛光液，低压抛光，控制抛光时间小于2min；抛光后的刀具进行超声清洗并干燥处理。
有益效果：本发明采用综合的作用方法去除刀具表面的钛基硬涂层，其中物理作用部分的加热温度设定远低于刀具基体材料的抗冲击耐受温度，化学作用部分的溶液不与刀具基体材料产生反应，可满足钛基硬涂层刀具的安全、有效去涂。相比于单一作用的去涂方法，本发明的方法去涂更彻底，且效率很高。本发明可广泛应用于以硬脆材料为基体的钛基硬涂层刀具的批量化去涂生产，促进涂层刀具再制造技术的发展。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1：
本例以氧化铝基陶瓷材料基体的TiN涂层刀具的退涂来说明本发明的退涂方法，具体退涂过程包括以下步骤：
(1)将以氧化铝陶瓷材料为基体的TiN涂层刀具在真空环境中加热，加热到1000℃，保温3min，然后将加热后的刀具迅速置入温度为15℃的水中，冷淬15s，利用温度冲击使涂层产生裂纹。
(2)将冷淬后的涂层刀具放入氢氧化钠溶液中，溶液的溶剂为甘油，氢氧化钠的溶解度为25wt.％，在超声频率为35kHz的超声辅助条件下放置溶解反应30min。
(3)取出化学溶解反应后的涂层刀具，进行轻微机械抛光去除表面残留涂层及反应附着颗粒，抛光采用纳米金刚石抛光液，低压抛光1.5min。
(4)抛光后的刀具放入无水乙醇进行超声清洗20min，干燥箱干燥45min，完成去涂处理。
实施例2：
本例以YG类硬质合金材料基体的TiC涂层刀具的退涂来说明本发明的退涂方法，具体退涂过程包括以下步骤：
(1)将以YG类硬质合金材料为基体的TiC涂层刀具在真空环境中加热，加热到800℃，保温2min，然后将加热后的刀具迅速置入温度为20℃的水中，冷淬20s，利用温度冲击使涂层产生裂纹。
(2)将冷淬后的涂层刀具放入氢氧化钠溶液中，溶液的溶剂为乙醇，氢氧化钠的溶解度为20wt.％，在超声频率为25kHz的超声辅助条件下放置溶解反应40min。
(3)取出化学溶解反应后的涂层刀具，进行轻微机械抛光去除表面残留涂层及反应附着颗粒，抛光采用纳米金刚石抛光液，低压抛光1min。
(4)抛光后的刀具放入丙酮进行超声清洗15min，干燥箱干燥1h，完成去涂处理。

Claims (4)

1.一种面向刀具再制造的钛基硬涂层的退涂方法，其特征在于：融合了物理去除、化学去除的综合涂层去除方式，适用于基体为硬质合金、陶瓷硬脆性材料的钛基硬涂层刀具的批量化退涂处理；
将钛基硬涂层刀具加热并冷淬处理，使涂层产生裂纹，加热温度在600～1000℃之间；将冷淬处理后的刀具放入氢氧化钠有机溶液中超声辅助反应溶解钛基硬涂层，氢氧化钠的溶解度为15～30wt.％；机械抛光去除残存的涂层及反应附着颗粒。
2.根据权利要求1所述的钛基硬涂层的退涂方法，其特征在于：钛基硬涂层的加热在真空环境中进行，加热温度在600～1000℃之间，保温时间2～5min；使用水作为冷淬介质，冷淬用水的淬前温度为10～20℃，冷淬时间10～30s。
3.根据权利要求1所述的钛基硬涂层的退涂方法，其特征在于：化学去除步骤的氢氧化钠溶解在乙醇、甘油有机溶剂中，氢氧化钠的溶解度为15～30wt.％；超声辅助溶解反应的超声频率为20～35kHz，溶解反应时间为30～60min。
4.根据权利要求1所述的钛基硬涂层的退涂方法，其特征在于：机械抛光采用纳米金刚石抛光液低压抛光，控制抛光时间小于2min。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3553015A (en) * 1969-06-30 1971-01-05 Purex Corp Ltd Alkaline bath removal of scale from titanium workpieces
CN103194756A (zh) * 2013-04-26 2013-07-10 南开大学 一种氮化钛膜层的退镀方法
CN103926132A (zh) * 2014-04-30 2014-07-16 厦门大学 一种硬质合金刀具表面涂层浸蚀剂及其使用方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3553015A (en) * 1969-06-30 1971-01-05 Purex Corp Ltd Alkaline bath removal of scale from titanium workpieces
CN103194756A (zh) * 2013-04-26 2013-07-10 南开大学 一种氮化钛膜层的退镀方法
CN103926132A (zh) * 2014-04-30 2014-07-16 厦门大学 一种硬质合金刀具表面涂层浸蚀剂及其使用方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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"针对硬质合金刀具退涂工艺研究进展分析";王宇峰;《科技创新》;20180531;第4314页 *

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