CN115012011A - 一种硬质合金表面纳米涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种硬质合金表面纳米涂层及其制备方法，包括有第一电镀涂层、第二电镀涂层以及第三电镀涂层；该第一电镀涂层采用一次电镀液电镀成型在硬质合金的表面上，一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉，第一电镀涂层的厚度为5‑10μm；该第二电镀涂层采用二次电镀液电镀成型在第一电镀涂层的表面上。通过配合一次激光处理和一次电镀，使得在硬质合金的表面先电镀形成第一电镀涂层，然后，通过配合二次激光处理和二次电镀，使得在第二电镀涂层上电镀形成第三电镀涂层，最后再进行三次电镀形成第三电镀涂层，有效增强了涂层的附着力，大大增强耐磨性，并进一步提升产品的切削能力，同时也大大延长了使用寿命。

Description

一种硬质合金表面纳米涂层及其制备方法

技术领域

本发明涉及硬质合金处理领域技术，尤其是指一种硬质合金表面纳米涂层及其制备方法。

背景技术

硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。

金刚石是一种碳元素组成的矿物，是自然界天然存在的硬度最大的物质。因此，在硬质合金刀具表面涂覆金刚石，应可有效提升刀片的切削能力和耐磨性。

现有技术中，如中国发明专利CN 111020676 A公开的金刚石涂层硬质合金的加工方法和硬质合金刀具加工方法，其采用电镀的方式直接将金刚石电镀在硬质合金的表面上，其附着力依然较差，耐磨性任然不佳，使得产品的使用寿命较短，因此，有必要研究一种方案以解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种硬质合金表面纳米涂层及其制备方法，其能有效提升涂层的附着力，耐磨性更好，延长产品的使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种硬质合金表面纳米涂层，包括有第一电镀涂层、第二电镀涂层以及第三电镀涂层；该第一电镀涂层采用一次电镀液电镀成型在硬质合金的表面上，一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉，第一电镀涂层的厚度为5-10μm；该第二电镀涂层采用二次电镀液电镀成型在第一电镀涂层的表面上，二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉，第二电镀涂层的厚度为3-5μm；该第三电镀涂层采用三次电镀液电镀成型在第二电镀涂层的表面上，三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉，第三电镀涂层的厚度为5-8μm。

一种硬质合金表面纳米涂层的制备方法，包括有以下步骤：

(1)一次激光处理：

采用激光冲击强化脱钴技术，硬质合金中存在钴和碳化钨两种元素，利用钴与碳化钨的硬度之间的巨大差异，钴的硬度远远低于碳化钨的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对硬质合金表面的钴进行刻蚀，以使硬质合金的表面形成第一粗糙表面；

(2)一次电镀：

将硬质合金置于一次电镀液中；该一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉；将所述硬质合金连接第一电源的阴极，所述第一电源的阳极置于所述一次电镀液中；通电预设时间之后，得到第一电镀涂层完全覆盖住第一粗糙表面；

(3)二次激光处理：

采用激光冲击强化脱镍技术，第一电镀涂层中存在镍、钼和碳化钛三种元素，利用镍与钼、碳化钛的硬度之间的巨大差异，镍的硬度远远低于钼、碳化钛的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对第一电镀涂层表面的镍进行刻蚀，以使第一电镀涂层的表面形成第二粗糙表面；

(4)二次电镀：

将带有第一电镀涂层的硬质合金置于二次电镀液中；该二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉；将所述带有第一电镀涂层的硬质合金连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述二次电镀液中；通电预设时间之后，得到第二电镀涂层完全覆盖住第二粗糙表面；

(5)三次电镀：

将带有第一电镀涂层和第二电镀涂层的硬质合金置于三次电镀液中；该三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉；将所述带有第一电镀涂层和第二电镀涂层的硬质合金连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述三次电镀液中；通电预设时间之后，得到第三电镀涂层完全覆盖住第二电镀涂层的表面，从而得到成品。

优选的，所述步骤(1)中采用的激光光斑直径为0.6mm，频率为9HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为130-150mJ。

优选的，所述步骤(3)中采用的激光光斑直径为0.4mm，频率为6HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为120-130mJ。

优选的，所述一次电镀液的温度为：70-75℃，电镀液配比为：50-65g/L镍金属离子，150-160g/L钼金属离子，35-40g/L氯化镍，50-60g/L硼酸，pH：4.6-5.0，碳化钛纳米粉浓度120-150ct/L。

优选的，所述二次电镀液的温度为：65-70℃，电镀液配比为：45-60g/L铬金属离子，120-140g/L铱金属离子，32-38g/L氯化镍，45-50g/L硼酸，pH：4.1-4.5，金刚石纳米粉浓度100-130ct/L。

优选的，所述三次电镀液的温度为：65-70℃，电镀液配比为：45-60g/L钨金属离子，120-140g/L锰金属离子，32-38g/L氯化镍，45-50g/L硼酸，pH：4.1-4.5，碳化钨纳米粉浓度120-140ct/L。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

通过配合一次激光处理和一次电镀，使得在硬质合金的表面先电镀形成第一电镀涂层，然后，通过配合二次激光处理和二次电镀，使得在第二电镀涂层上电镀形成第三电镀涂层，最后再进行三次电镀形成第三电镀涂层，有效增强了涂层的附着力，大大增强耐磨性，并进一步提升产品的切削能力，同时也大大延长了使用寿命。

附图说明

图1是本发明之较佳实施例的截面图。

附图标识说明：

10、第一电镀涂层 20、第二电镀涂层

30、第三电镀涂层 40、硬质合金

具体实施方式

本发明揭示了一种硬质合金表面纳米涂层，包括有第一电镀涂层10、第二电镀涂层20以及第三电镀涂层30；该第一电镀涂层10采用一次电镀液电镀成型在硬质合金10的表面上，一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉，第一电镀涂层10的厚度为5-10μm；该第二电镀涂层20采用二次电镀液电镀成型在第一电镀涂层10的表面上，二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉，第二电镀涂层20的厚度为3-5μm；该第三电镀涂层30采用三次电镀液电镀成型在第二电镀涂层20的表面上，三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉，第三电镀涂层30的厚度为5-8μm。

本发明还公开前述一种硬质合金表面纳米涂层的制备方法，包括有以下步骤：

(1)一次激光处理：

采用激光冲击强化脱钴技术，硬质合金40中存在钴和碳化钨两种元素，利用钴与碳化钨的硬度之间的巨大差异，钴的硬度远远低于碳化钨的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对硬质合金40表面的钴进行刻蚀，以使硬质合金40的表面形成第一粗糙表面。本步骤采用的激光光斑直径为0.6mm，频率为9HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为130-150mJ。

(2)一次电镀：

将硬质合金40置于一次电镀液中；该一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉；将所述硬质合金连接第一电源的阴极，所述第一电源的阳极置于所述一次电镀液中；通电预设时间之后，得到第一电镀涂层10完全覆盖住第一粗糙表面。所述一次电镀液的温度为：70-75℃，电镀液配比为：50-65g/L镍金属离子，150-160g/L钼金属离子，35-40g/L氯化镍，50-60g/L硼酸，pH：4.6-5.0，碳化钛纳米粉浓度120-150ct/L。

(3)二次激光处理：

采用激光冲击强化脱镍技术，硬质合金40中存在镍、钼和碳化钛三种元素，利用镍与钼、碳化钛的硬度之间的巨大差异，镍的硬度远远低于钼、碳化钛的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对第一电镀涂层10表面的镍进行刻蚀，以使第一电镀涂层10的表面形成第二粗糙表面。本步骤采用的激光光斑直径为0.4mm，频率为6HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为120-130mJ。

(4)二次电镀：

将带有第一电镀涂层10的硬质合金40置于二次电镀液中；该二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉；将所述带有第一电镀涂层10的硬质合金40连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述二次电镀液中；通电预设时间之后，得到第二电镀涂层20完全覆盖住第二粗糙表面。所述二次电镀液的温度为：65-70℃，电镀液配比为：45-60g/L铬金属离子，120-140g/L铱金属离子，32-38g/L氯化镍，45-50g/L硼酸，pH：4.1-4.5，金刚石纳米粉浓度100-130ct/L。

(5)三次电镀：

将带有第一电镀涂层10和第二电镀涂层20的硬质合金置于三次电镀液中；该三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉；将所述带有第一电镀涂层10和第二电镀涂层20的硬质合金40连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述三次电镀液中；通电预设时间之后，得到第三电镀涂层30完全覆盖住第二电镀涂层20的表面，从而得到成品。所述三次电镀液的温度为：65-70℃，电镀液配比为：45-60g/L钨金属离子，120-140g/L锰金属离子，32-38g/L氯化镍，45-50g/L硼酸，pH：4.1-4.5，碳化钨纳米粉浓度120-140ct/L。

下面以多个实施例对本发明作进一步详细说明：

实施例1：

一种硬质合金表面纳米涂层，包括有第一电镀涂层10、第二电镀涂层20以及第三电镀涂层30；该第一电镀涂层10采用一次电镀液电镀成型在硬质合金10的表面上，一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉，第一电镀涂层10的厚度为5μm；该第二电镀涂层20采用二次电镀液电镀成型在第一电镀涂层10的表面上，二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉，第二电镀涂层20的厚度为5μm；该第三电镀涂层30采用三次电镀液电镀成型在第二电镀涂层20的表面上，三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉，第三电镀涂层30的厚度为5μm。

一种硬质合金表面纳米涂层的制备方法，包括有以下步骤：

(1)一次激光处理：

采用激光冲击强化脱钴技术，硬质合金40中存在钴和碳化钨两种元素，利用钴与碳化钨的硬度之间的巨大差异，钴的硬度远远低于碳化钨的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对硬质合金40表面的钴进行刻蚀，以使硬质合金40的表面形成第一粗糙表面。采用的激光光斑直径为0.6mm，频率为9HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为130mJ。

(2)一次电镀：

将硬质合金40置于一次电镀液中；该一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉；将所述硬质合金40连接第一电源的阴极，所述第一电源的阳极置于所述一次电镀液中；通电预设时间之后，得到第一电镀涂层10完全覆盖住第一粗糙表面。所述一次电镀液的温度为：70℃，电镀液配比为：50g/L镍金属离子，150g/L钼金属离子，35g/L氯化镍，50g/L硼酸，pH：4.6，碳化钛纳米粉浓度120ct/L。

(3)二次激光处理：

采用激光冲击强化脱镍技术，第一电镀涂层10中存在镍、钼和碳化钛三种元素，利用镍与钼、碳化钛的硬度之间的巨大差异，镍的硬度远远低于钼、碳化钛的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对第一电镀涂层10表面的镍进行刻蚀，以使第一电镀涂层10的表面形成第二粗糙表面。采用的激光光斑直径为0.4mm，频率为6HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为120mJ。

(4)二次电镀：

将带有第一电镀涂层10的硬质合金40置于二次电镀液中；该二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉；将所述带有第一电镀涂层10的硬质合金40连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述二次电镀液中；通电预设时间之后，得到第二电镀涂层20完全覆盖住第二粗糙表面，所述二次电镀液的温度为：65℃，电镀液配比为：45g/L铬金属离子，120g/L铱金属离子，32g/L氯化镍，45g/L硼酸，pH：4.1，金刚石纳米粉浓度100ct/L。

(5)三次电镀：

将带有第一电镀涂层10和第二电镀涂层20的硬质合金40置于三次电镀液中；该三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉；将所述带有第一电镀涂层10和第二电镀涂层20的硬质合金40连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述三次电镀液中；通电预设时间之后，得到第三电镀涂层30完全覆盖住第二电镀涂层20的表面，从而得到成品。所述三次电镀液的温度为：65℃，电镀液配比为：45g/L钨金属离子，120g/L锰金属离子，32g/L氯化镍，45g/L硼酸，pH：4.1，碳化钨纳米粉浓度120ct/L。

实施例2：

一种硬质合金表面纳米涂层，包括有第一电镀涂层10、第二电镀涂层20以及第三电镀涂层30；该第一电镀涂层10采用一次电镀液电镀成型在硬质合金10的表面上，一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉，第一电镀涂层10的厚度为10μm；该第二电镀涂层20采用二次电镀液电镀成型在第一电镀涂层10的表面上，二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉，第二电镀涂层20的厚度为3μm；该第三电镀涂层30采用三次电镀液电镀成型在第二电镀涂层20的表面上，三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉，第三电镀涂层30的厚度为5μm。

一种硬质合金表面纳米涂层的制备方法，包括有以下步骤：

(1)一次激光处理：

采用激光冲击强化脱钴技术，硬质合金40中存在钴和碳化钨两种元素，利用钴与碳化钨的硬度之间的巨大差异，钴的硬度远远低于碳化钨的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对硬质合金表面的钴进行刻蚀，以使硬质合金40的表面形成第一粗糙表面。采用的激光光斑直径为0.6mm，频率为9HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为150mJ。

(2)一次电镀：

将硬质合金40置于一次电镀液中；该一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉；将所述硬质合金40连接第一电源的阴极，所述第一电源的阳极置于所述一次电镀液中；通电预设时间之后，得到第一电镀涂层10完全覆盖住第一粗糙表面。所述一次电镀液的温度为：75℃，电镀液配比为：65g/L镍金属离子，160g/L钼金属离子，40g/L氯化镍，60g/L硼酸，pH：5.0，碳化钛纳米粉浓度150ct/L。

(3)二次激光处理：

采用激光冲击强化脱镍技术，第一电镀涂层10中存在镍、钼和碳化钛三种元素，利用镍与钼、碳化钛的硬度之间的巨大差异，镍的硬度远远低于钼、碳化钛的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对第一电镀涂层10表面的镍进行刻蚀，以使第一电镀涂层10的表面形成第二粗糙表面。采用的激光光斑直径为0.4mm，频率为6HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为130mJ。

(4)二次电镀：

将带有第一电镀涂层10的硬质合金40置于二次电镀液中；该二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉；将所述带有第一电镀涂层的硬质合金连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述二次电镀液中；通电预设时间之后，得到第二电镀涂层20完全覆盖住第二粗糙表面。所述二次电镀液的温度为：70℃，电镀液配比为：60g/L铬金属离子，140g/L铱金属离子，38g/L氯化镍，50g/L硼酸，pH：4.5，金刚石纳米粉浓度130ct/L。

(5)三次电镀：

将带有第一电镀涂层10和第二电镀涂层20的硬质合金置于三次电镀液中；该三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉；将所述带有第一电镀涂层10和第二电镀涂层20的硬质合金40连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述三次电镀液中；通电预设时间之后，得到第三电镀涂层30完全覆盖住第二电镀涂层20的表面，从而得到成品。所述三次电镀液的温度为：70℃，电镀液配比为：60g/L钨金属离子，140g/L锰金属离子，38g/L氯化镍，50g/L硼酸，pH：4.5，碳化钨纳米粉浓度140ct/L。

实施例3：

一种硬质合金表面纳米涂层，包括有第一电镀涂层10、第二电镀涂层20以及第三电镀涂层30；该第一电镀涂层10采用一次电镀液电镀成型在硬质合金10的表面上，一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉，第一电镀涂层10的厚度为6μm；该第二电镀涂层20采用二次电镀液电镀成型在第一电镀涂层10的表面上，二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉，第二电镀涂层20的厚度为4μm；该第三电镀涂层30采用三次电镀液电镀成型在第二电镀涂层20的表面上，三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉，第三电镀涂层30的厚度为6μm。

一种硬质合金表面纳米涂层的制备方法，包括有以下步骤：

(1)一次激光处理：

采用激光冲击强化脱钴技术，硬质合金40中存在钴和碳化钨两种元素，利用钴与碳化钨的硬度之间的巨大差异，钴的硬度远远低于碳化钨的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对硬质合金40表面的钴进行刻蚀，以使硬质合金40的表面形成第一粗糙表面。采用的激光光斑直径为0.6mm，频率为9HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为140mJ。

(2)一次电镀：

将硬质合金40置于一次电镀液中；该一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉；将所述硬质合金40连接第一电源的阴极，所述第一电源的阳极置于所述一次电镀液中；通电预设时间之后，得到第一电镀涂层10完全覆盖住第一粗糙表面。所述一次电镀液的温度为：73℃，电镀液配比为：60g/L镍金属离子，155g/L钼金属离子，38g/L氯化镍，55g/L硼酸，pH：4.8，碳化钛纳米粉浓度135ct/L。

(3)二次激光处理：

采用激光冲击强化脱镍技术，第一电镀涂层10中存在镍、钼和碳化钛三种元素，利用镍与钼、碳化钛的硬度之间的巨大差异，镍的硬度远远低于钼、碳化钛的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对第一电镀涂层10表面的镍进行刻蚀，以使第一电镀涂层10的表面形成第二粗糙表面。采用的激光光斑直径为0.4mm，频率为6HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为125mJ。

(4)二次电镀：

将带有第一电镀涂层10的硬质合金40置于二次电镀液中；该二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉；将所述带有第一电镀涂层10的硬质合金连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述二次电镀液中；通电预设时间之后，得到第二电镀涂层20完全覆盖住第二粗糙表面。所述二次电镀液的温度为：68℃，电镀液配比为：53g/L铬金属离子，130g/L铱金属离子，35g/L氯化镍，47g/L硼酸，pH：4.3，金刚石纳米粉浓度115ct/L。

(5)三次电镀：

将带有第一电镀涂层10和第二电镀涂层20的硬质合金置于三次电镀液中；该三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉；将所述带有第一电镀涂层10和第二电镀涂层20的硬质合金40连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述三次电镀液中；通电预设时间之后，得到第三电镀涂层30完全覆盖住第二电镀涂层20的表面，从而得到成品。所述三次电镀液的温度为：66℃，电镀液配比为：47g/L钨金属离子，130g/L锰金属离子，35g/L氯化镍，47g/L硼酸，pH：4.2，碳化钨纳米粉浓度125ct/L。

实施例4：

一种硬质合金表面纳米涂层，包括有第一电镀涂层10、第二电镀涂层20以及第三电镀涂层30；该第一电镀涂层10采用一次电镀液电镀成型在硬质合金10的表面上，一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉，第一电镀涂层10的厚度为8μm；该第二电镀涂层20采用二次电镀液电镀成型在第一电镀涂层10的表面上，二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉，第二电镀涂层20的厚度为3μm；该第三电镀涂层30采用三次电镀液电镀成型在第二电镀涂层20的表面上，三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉，第三电镀涂层30的厚度为7μm。

一种硬质合金表面纳米涂层的制备方法，包括有以下步骤：

(1)一次激光处理：

采用激光冲击强化脱钴技术，硬质合金40中存在钴和碳化钨两种元素，利用钴与碳化钨的硬度之间的巨大差异，钴的硬度远远低于碳化钨的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对硬质合金40表面的钴进行刻蚀，以使硬质合金40的表面形成第一粗糙表面。采用的激光光斑直径为0.6mm，频率为9HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为135mJ。

(2)一次电镀：

将硬质合金40置于一次电镀液中；该一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉；将所述硬质合金40连接第一电源的阴极，所述第一电源的阳极置于所述一次电镀液中；通电预设时间之后，得到第一电镀涂层10完全覆盖住第一粗糙表面。所述一次电镀液的温度为：72℃，电镀液配比为：52g/L镍金属离子，151g/L钼金属离子，38g/L氯化镍，52g/L硼酸，pH：4.7，碳化钛纳米粉浓度125ct/L。

(3)二次激光处理：

采用激光冲击强化脱镍技术，第一电镀涂层10中存在镍、钼和碳化钛三种元素，利用镍与钼、碳化钛的硬度之间的巨大差异，镍的硬度远远低于钼、碳化钛的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对第一电镀涂层10表面的镍进行刻蚀，以使第一电镀涂层10的表面形成第二粗糙表面。采用的激光光斑直径为0.4mm，频率为6HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为123mJ。

(4)二次电镀：

将带有第一电镀涂层10的硬质合金40置于二次电镀液中；该二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉；将所述带有第一电镀涂层10的硬质合金40连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述二次电镀液中；通电预设时间之后，得到第二电镀涂层20完全覆盖住第二粗糙表面。所述二次电镀液的温度为：66℃，电镀液配比为：46g/L铬金属离子，122g/L铱金属离子，33g/L氯化镍，46g/L硼酸，pH：4.2，金刚石纳米粉浓度112ct/L。

(5)三次电镀：

将带有第一电镀涂层10和第二电镀涂层20的硬质合金置于三次电镀液中；该三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉；将所述带有第一电镀涂层10和第二电镀涂层20的硬质合金40连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述三次电镀液中；通电预设时间之后，得到第三电镀涂层30完全覆盖住第二电镀涂层20的表面，从而得到成品。所述三次电镀液的温度为：68℃，电镀液配比为：55g/L钨金属离子，128g/L锰金属离子，34g/L氯化镍，46g/L硼酸，pH：4.4，碳化钨纳米粉浓度132ct/L。

实施例5：

一种硬质合金表面纳米涂层，包括有第一电镀涂层10、第二电镀涂层20以及第三电镀涂层30；该第一电镀涂层10采用一次电镀液电镀成型在硬质合金10的表面上，一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉，第一电镀涂层10的厚度为9μm；该第二电镀涂层20采用二次电镀液电镀成型在第一电镀涂层10的表面上，二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉，第二电镀涂层20的厚度为5μm；该第三电镀涂层30采用三次电镀液电镀成型在第二电镀涂层20的表面上，三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉，第三电镀涂层30的厚度为7μm。

一种硬质合金表面纳米涂层的制备方法，包括有以下步骤：

(1)一次激光处理：

采用激光冲击强化脱钴技术，硬质合金40中存在钴和碳化钨两种元素，利用钴与碳化钨的硬度之间的巨大差异，钴的硬度远远低于碳化钨的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对硬质合金表面的钴进行刻蚀，以使硬质合金40的表面形成第一粗糙表面。采用的激光光斑直径为0.6mm，频率为9HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为139mJ。

(2)一次电镀：

将硬质合金40置于一次电镀液中；该一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉；将所述硬质合金40连接第一电源的阴极，所述第一电源的阳极置于所述一次电镀液中；通电预设时间之后，得到第一电镀涂层10完全覆盖住第一粗糙表面。所述一次电镀液的温度为：74℃，电镀液配比为：61g/L镍金属离子，158g/L钼金属离子，39g/L氯化镍，58g/L硼酸，pH：4.9，碳化钛纳米粉浓度147ct/L。

(3)二次激光处理：

采用激光冲击强化脱镍技术，第一电镀涂层10中存在镍、钼和碳化钛三种元素，利用镍与钼、碳化钛的硬度之间的巨大差异，镍的硬度远远低于钼、碳化钛的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对第一电镀涂层10表面的镍进行刻蚀，以使第一电镀涂层10的表面形成第二粗糙表面。采用的激光光斑直径为0.4mm，频率为6HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为125mJ。

(4)二次电镀：

将带有第一电镀涂层10的硬质合金40置于二次电镀液中；该二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉；将所述带有第一电镀涂层的硬质合金连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述二次电镀液中；通电预设时间之后，得到第二电镀涂层20完全覆盖住第二粗糙表面。所述二次电镀液的温度为：67℃，电镀液配比为：46g/L铬金属离子，134g/L铱金属离子，36g/L氯化镍，47g/L硼酸，pH：4.3，金刚石纳米粉浓度122ct/L。

(5)三次电镀：

将带有第一电镀涂层10和第二电镀涂层20的硬质合金置于三次电镀液中；该三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉；将所述带有第一电镀涂层10和第二电镀涂层20的硬质合金40连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述三次电镀液中；通电预设时间之后，得到第三电镀涂层30完全覆盖住第二电镀涂层20的表面，从而得到成品。所述三次电镀液的温度为：69℃，电镀液配比为：58g/L钨金属离子，138g/L锰金属离子，37g/L氯化镍，49g/L硼酸，pH：4.2，碳化钨纳米粉浓度134ct/L。

实施例6：

一种硬质合金表面纳米涂层，包括有第一电镀涂层10、第二电镀涂层20以及第三电镀涂层30；该第一电镀涂层10采用一次电镀液电镀成型在硬质合金10的表面上，一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉，第一电镀涂层10的厚度为5-10μm；该第二电镀涂层20采用二次电镀液电镀成型在第一电镀涂层10的表面上，二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉，第二电镀涂层20的厚度为3-5μm；该第三电镀涂层30采用三次电镀液电镀成型在第二电镀涂层20的表面上，三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉，第三电镀涂层30的厚度为5-8μm。

一种硬质合金表面纳米涂层的制备方法，包括有以下步骤：

(1)一次激光处理：

采用激光冲击强化脱钴技术，硬质合金40中存在钴和碳化钨两种元素，利用钴与碳化钨的硬度之间的巨大差异，钴的硬度远远低于碳化钨的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对硬质合金40表面的钴进行刻蚀，以使硬质合金40的表面形成第一粗糙表面。采用的激光光斑直径为0.6mm，频率为9HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为140mJ。

(2)一次电镀：

将硬质合金40置于一次电镀液中；该一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉；将所述硬质合金40连接第一电源的阴极，所述第一电源的阳极置于所述一次电镀液中；通电预设时间之后，得到第一电镀涂层10完全覆盖住第一粗糙表面。所述一次电镀液的温度为：73℃，电镀液配比为：63g/L镍金属离子，158g/L钼金属离子，35g/L氯化镍，53g/L硼酸，pH：4.9，碳化钛纳米粉浓度125ct/L。

(3)二次激光处理：

采用激光冲击强化脱镍技术，第一电镀涂层10中存在镍、钼和碳化钛三种元素，利用镍与钼、碳化钛的硬度之间的巨大差异，镍的硬度远远低于钼、碳化钛的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对第一电镀涂层10表面的镍进行刻蚀，以使第一电镀涂层10的表面形成第二粗糙表面。采用的激光光斑直径为0.4mm，频率为6HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为125mJ。

(4)二次电镀：

将带有第一电镀涂层10的硬质合金40置于二次电镀液中；该二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉；将所述带有第一电镀涂层10的硬质合金40第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述二次电镀液中；通电预设时间之后，得到第二电镀涂层20覆盖住第二粗糙表面。所述二次电镀液的温度为：65℃，电镀液配比为：55g/L铬金属离子，122g/L铱金属离子，35g/L氯化镍，48g/L硼酸，pH：4.3，金刚石纳米粉浓度125ct/L。

(5)三次电镀：

将带有第一电镀涂层10和第二电镀涂层20的硬质合金置于三次电镀液中；该三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉；将所述带有第一电镀涂层10和第二电镀涂层20的硬质合金40连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述三次电镀液中；通电预设时间之后，得到第三电镀涂层30完全覆盖住第二电镀涂层20的表面，从而得到成品。所述三次电镀液的温度为：66℃，电镀液配比为：53g/L钨金属离子，135g/L锰金属离子，34g/L氯化镍，48g/L硼酸，pH：4.2，碳化钨纳米粉浓度125ct/L。

对比例1：

采用普通的电镀方式直接在硬质合金的表面形成金刚石纳米涂层。

经使用测试，实施例1相对对比例1，涂层的附着力提升52％，使用寿命提高了66％，耐磨性提升80％；实施例2相对对比例1，涂层的附着力提升70％，使用寿命提高了85％，耐磨性提升100％；实施例3相对对比例1，涂层的附着力提升53％，使用寿命提高了65％，耐磨性提升88％；实施例4相对对比例1，涂层的附着力提升58％，使用寿命提高了63％，耐磨性提升86％；实施例5相对对比例1，涂层的附着力提升55％，使用寿命提高了65％，耐磨性提升89％；实施例6相对对比例1，涂层的附着力提升53％，使用寿命提高了65％，耐磨性提升83％。因此，采用本发明加工方法制得的纳米涂层的附着力更强，使用寿命也更长，耐磨性更好。

本发明的设计重点是：通过配合一次激光处理和一次电镀，使得在硬质合金的表面先电镀形成第一电镀涂层，然后，通过配合二次激光处理和二次电镀，使得在第二电镀涂层上电镀形成第三电镀涂层，最后再进行三次电镀形成第三电镀涂层，有效增强了涂层的附着力，大大增强耐磨性，并进一步提升产品的切削能力，同时也大大延长了使用寿命。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种硬质合金表面纳米涂层，其特征在于：包括有第一电镀涂层、第二电镀涂层以及第三电镀涂层；该第一电镀涂层采用一次电镀液电镀成型在硬质合金的表面上，一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉，第一电镀涂层的厚度为5-10μm；该第二电镀涂层采用二次电镀液电镀成型在第一电镀涂层的表面上，二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉，第二电镀涂层的厚度为3-5μm；该第三电镀涂层采用三次电镀液电镀成型在第二电镀涂层的表面上，三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉，第三电镀涂层的厚度为5-8μm。

2.一种如权利要求1所述的一种硬质合金表面纳米涂层的制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：

(1)一次激光处理：

采用激光冲击强化脱钴技术，硬质合金中存在钴和碳化钨两种元素，利用钴与碳化钨的硬度之间的巨大差异，钴的硬度远远低于碳化钨的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对硬质合金表面的钴进行刻蚀，以使硬质合金的表面形成第一粗糙表面；

(2)一次电镀：

将硬质合金置于一次电镀液中；该一次电镀液中包含：镍金属离子、钼金属离子和碳化钛纳米粉；将所述硬质合金连接第一电源的阴极，所述第一电源的阳极置于所述一次电镀液中；通电预设时间之后，得到第一电镀涂层完全覆盖住第一粗糙表面；

(3)二次激光处理：

采用激光冲击强化脱镍技术，第一电镀涂层中存在镍、钼和碳化钛三种元素，利用镍与钼、碳化钛的硬度之间的巨大差异，镍的硬度远远低于钼、碳化钛的硬度，在激光冲击波的高频高压作用下对第一电镀涂层表面的镍进行刻蚀，以使第一电镀涂层的表面形成第二粗糙表面；

(4)二次电镀：

将带有第一电镀涂层的硬质合金置于二次电镀液中；该二次电镀液中包含：铬金属离子、铱金属离子和金刚石纳米粉；将所述带有第一电镀涂层的硬质合金连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述二次电镀液中；通电预设时间之后，得到第二电镀涂层完全覆盖住第二粗糙表面；

(5)三次电镀：

将带有第一电镀涂层和第二电镀涂层的硬质合金置于三次电镀液中；该三次电镀液中包含：钨金属离子、锰金属离子和碳化钨纳米粉；将所述带有第一电镀涂层和第二电镀涂层的硬质合金连接第二电源的阴极，所述第二电源的阳极置于所述三次电镀液中；通电预设时间之后，得到第三电镀涂层完全覆盖住第二电镀涂层的表面，从而得到成品。

3.如权利要求2所述的一种硬质合金表面纳米涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中采用的激光光斑直径为0.6mm，频率为9HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为130-150mJ。

4.如权利要求2所述的一种硬质合金表面纳米涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中采用的激光光斑直径为0.4mm，频率为6HZ，脉宽8ns，搭接率为50％，能量为120-130mJ。

5.如权利要求2所述的一种硬质合金表面纳米涂层的制备方法，其特征在于：所述一次电镀液的温度为：70-75℃，电镀液配比为：50-65g/L镍金属离子，150-160g/L钼金属离子，35-40g/L氯化镍，50-60g/L硼酸，pH：4.6-5.0，碳化钛纳米粉浓度120-150ct/L。

6.如权利要求2所述的一种硬质合金表面纳米涂层的制备方法，其特征在于：所述二次电镀液的温度为：65-70℃，电镀液配比为：45-60g/L铬金属离子，120-140g/L铱金属离子，32-38g/L氯化镍，45-50g/L硼酸，pH：4.1-4.5，金刚石纳米粉浓度100-130ct/L。

7.如权利要求2所述的一种硬质合金表面纳米涂层的制备方法，其特征在于：所述三次电镀液的温度为：65-70℃，电镀液配比为：45-60g/L钨金属离子，120-140g/L锰金属离子，32-38g/L氯化镍，45-50g/L硼酸，pH：4.1-4.5，碳化钨纳米粉浓度120-140ct/L。

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