CN203509079U - 一种涂层刀片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种涂层刀片，该涂层刀片包括基底刀体及其表面上设置的复合涂层，所述复合涂层包括氧化铝涂层和金刚石涂层，氧化铝涂层通过化学气相沉积而直接沉积在基底刀体上，金刚石涂层通过化学气相沉积而沉积在氧化铝涂层上。在硬切削加工时，金刚石涂层能够将刀具的切削刃口部位上产生的热量分散到较大的散热面积上进行散发，从而加快了整个涂层刀片的散热效率，提高了散热效果，降低了硬切削加工中切削热量对刀片损耗的影响。同时，金刚石涂层也能够对工件进行切削，以增大刀片上与工件切削的部位，减少基底刀体在切削加工中的磨损量，延长刀片的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种涂层刀片。
背景技术
申请号为201210074897.3的发明专利公开了一种化学气相沉积法（CVD）涂覆的多晶立方氮化硼切削刀具，该切削刀具中刀片选用立方氮化硼材质的基底刀体，在基底刀体的至少一个表面上通过化学气相沉积法直接沉积有氧化铝涂层，在氧化铝涂层上通过化学气相沉积法或物理气相沉积法（PVD）沉积有氮化钛涂层，以通过氧化铝涂层来增强整个刀片的耐热性能，通过氮化钛涂层来增强整个刀具的润滑性能，但是在该刀片通过硬切削的方式在无冷却液的条件下对高温耐热合金材质的工件进行切削加工时，刀具的切削刃口区域会产生大量的切削热量，而刀具上无相应的导热散热结构来及时散失这部分热量，从而使得刀具的切削刃口部位热量集中，以致刀具的损耗会加快、使用寿命将缩短。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种散热性能好的涂层刀片。
为了实现以上目的，本实用新型的涂层刀片的技术方案如下：
一种涂层刀片，包括基底刀体及其表面上设置的复合涂层，所述复合涂层包括氧化铝涂层和金刚石涂层，氧化铝涂层通过化学气相沉积而直接沉积在基底刀体的表面上，金刚石涂层通过化学气相沉积而沉积在氧化铝涂层上。
所述金刚石涂层上通过气相沉积而沉积有氮化钛涂层。
所述氮化钛涂层上开设有供金刚石涂层的表面露出的散热通道。
所述基底刀体为立方氮化硼整体聚晶的刀片基底。
所述基底刀体为在硬质合金基体上烧结固连或焊接固连立方氮化硼刀头而构成的组合基底。
所述硬质合金基体为棱柱状的块体，所述硬质合金基体上开设有供立方氮化硼刀头吻合嵌入的嵌槽。
所述嵌槽为U型沟槽或V型沟槽或圆弧型沟槽或环形沟槽。
所述嵌槽的槽底位置处凸设有挡止凸部，所述立方氮化硼刀头上开设有供所述挡止凸起互补嵌入的挡止凹部。
所述基底刀体上开设有安装孔，所述复合涂层包覆在基底刀体的表面。
本实用新型在基底刀体的表面上通过化学气相沉积而直接沉积有氧化铝涂层，在氧化铝涂层的表面上通过化学气相沉积而沉积有金刚石涂层，而金刚石材料具有良好的导热性能，以在硬切削加工时，金刚石涂层能够将刀具的切削刃口部位上产生的热量分散到较大的散热面积上进行散发，从而加快了整个涂层刀片的散热效率，提高了散热效果，降低了硬切削加工中切削热量对刀片损耗的影响。同时，金刚石涂层也能够对工件进行切削，以增大刀片上与工件切削的部位，减少基底刀体在切削加工中的磨损量，延长刀片的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型的实施例1的结构示意图；
图2是图1中A-A向剖视图；
图3是本实用新型的实施例2的结构示意图；
图4是图3 的B-B向剖视图；
图5是本实用新型的实施例3的结构示意图；
图6是本实用新型的实施例4的结构示意图；
图7是本实用新型的实施例5的结构示意图；
图8是本实用新型的实施例6的结构示意图；
图9是本实用新型的实施例7的结构示意图；
图10是本实用新型的实施例8的结构示意图；
图11是本实用新型的实施例9的结构示意图；
图12是本实用新型的实施例10的结构示意图；
图13是图12的C-C向剖视图。
具体实施方式
本实用新型的涂层刀片的实施例1：如图1和图2所示，该涂层刀片为加工高温耐热合金用立方氮化硼聚晶涂层刀片，其由立方氮化硼材质的基底刀体1-1及其上附着的复合涂层构成。基底刀体1-1为截面呈菱形的棱柱体，基底刀体1-1的中心部位开设有安装孔。复合涂层由内向外依次布置的氧化铝涂层1-2、金刚石涂层1-4、氮化钛涂层1-5构成，其中氧化铝涂层1-2通过直接沉积而包覆在基底刀体1-1的表面上，金刚石涂层1-4包覆在氧化铝涂层1-2的上，氮化钛涂层1-5包覆在金刚石涂层1-4上，且氧化铝涂层1-2和金刚石涂层1-4是化学气相沉积法沉积而成，氮化钛涂层1-5是通过化学气相沉积法或物理气相沉积法沉积而成。
氧化铝涂层1-2具有较低的热导率，且温度越高，热导率越低，能够起到隔热的效果，以避免硬切削加工中的切削热量侵蚀基底刀体1-1，降低了基底刀体1-1扩散磨损的程度；氧化铝具有很高的热稳定性，能够耐受超过1000摄氏度的温度，保证高温切削时持续保护基地刀体1-1。氧化铝层通过金属或者陶瓷过渡层和基底刀体粘结在一起，或者完全没有粘结层，利用高温化学气相沉积时的热量和基底刀体固溶到一起。氧化铝涂层1-2和金刚石涂层1-4又能加强整个涂层刀片的耐磨性能，避免传统的氮化硼涂层刀具在涂层后硬度下降的问题，较高的涂层硬度对高温耐热合金加工尤其重要。最外层的氮化钛涂层1-5在切削时的主要作用为增大刀片的后刀面的润滑，而刀片的前刀面的氮化钛涂层1-5在切削加工时由于不能耐受较高的温度，以及自身硬度较低，会自动脱落，不影响金刚石层的散热。
本实用新型的涂层刀片的实施例2：如图3和图4所示，本实施例与实施例1的区别在于，基底刀体2-1是由硬质合金材质的硬质合金基体2-6和立方氮化硼材质的立方氮化硼刀头2-7焊接固连而成的，硬质合金基体2-6为截面呈棱形的棱柱状块体，在硬质合金基体2-6的对角位置处镜像对称的开设有处于硬质合金基体2-6端面的一端开口、相对端封闭的半通槽状的嵌槽，嵌槽的截面轮廓为V型，而立方氮化硼刀头2-7吻合互补的嵌设在该嵌槽内。本实施例中涂层刀片相对于实施例1中涂层刀片减少了基底刀体2-1上立方氮化硼的用量，从而降低了整个涂层刀片的制造成本。
本实用新型的涂层刀片的实施例3：如图5所示，本实施例与实施例2的区别在于，硬质合金基体3-6的嵌槽为贯通其两端端面的直通槽，对应的立方氮化硼刀头3-7的形状为与该直通槽状的嵌槽吻合互补的块体。
本实用新型的涂层刀片的实施例4：如图6所示，本实施例与实施例3的区别在于，嵌槽的截面轮廓为U型，对应的立方氮化硼刀头4-7的形状为吻合互补的嵌设在硬质合金基体4-6的U型嵌槽内的块体。
本实用新型的涂层刀片的实施例5：如图7所示，本实施例与实施例2的区别在于，嵌槽的截面轮廓为圆弧型，对应的立方氮化硼刀头5-7的形状为与硬质合金基体5-6的圆弧型的嵌槽吻合互补的扇形块体。
本实用新型的涂层刀片的实施例6：如图8所示，本实施例与实施例2的区别在于，硬质合金基体6-6的嵌槽的槽底位置处凸设有角形的挡止凸部6-8，以使整个嵌槽的截面轮廓为W型，对应的立方氮化硼刀头6-7上开设有供挡止凸起互补嵌入的挡止凹部。
本实用新型的涂层刀片的实施例7：如图9所示，本实施例与实施例2的区别在于，嵌槽为开设在硬质合金基体7-6的侧面上于周边位置处的环形凹槽，对应的立方氮化硼刀头7-7为吻合互补的嵌设在嵌槽内的环形块体。
本实用新型的涂层刀片的实施例8：如图10所示，本实施例与实施例2的区别在于，基底刀体8-1的外形为立方体，在基底刀体8-1的硬质合金基体8-6的四角位置处均设有嵌槽，在每个嵌槽内均吻合互补的嵌装有立方氮化硼刀头8-7。
本实用新型的涂层刀片的实施例9：如图11所示，本实施例与实施例2的区别在于，该基底刀体9-1中硬质合金基体9-6是实心的，即硬质合金基体上未开设安装孔，对应的复合涂层9-8包覆在基底刀体的表面上。
本实用新型的涂层刀片的实施例10：如图12和图13所示，本实施例与实施例1的区别在于，在氮化钛涂层10-5上于基底刀体10-1的中心孔的孔口边缘位置处设有环形的散热通道10-6。该散热通道10-6是掩膜喷砂或掩膜褪镀的方法加工而成；或者在涂覆氧化铝涂层10-2和金刚石涂层10-4以后，掩膜涂覆氮化钛，即把金刚石涂层10-4表面上不需要涂覆氮化钛的部位遮挡起来。
在上述实施例2-7中，硬质合金基体焊接固定在硬质合金基体上，再通过硬质合金基体焊接在道具刀具的刀柄上，在其他实施例中，硬质合金基体也可以烧结固定在硬质合金基体上。
在上述实施例中，基底刀体为截面呈菱形或方形的棱柱状块体，在其他实施例中，基底刀体也可以是截面呈三角形、五边形等棱柱状或圆柱状等其他形状块体。
在上述实施例中，复合涂层将基底刀体的整个外表面包覆起来，在其他实施例中，复合涂层也可以仅仅处于基底刀体的一侧或两侧以上的侧面上。
Claims (9)
1.一种涂层刀片，其特征在于，包括基底刀体及其表面上设置的复合涂层，所述复合涂层包括氧化铝涂层和金刚石涂层，氧化铝涂层通过化学气相沉积而直接沉积在基底刀体的表面上，金刚石涂层通过化学气相沉积而沉积在氧化铝涂层上。
2.根据权利要求1所述的涂层刀片，其特征在于，所述金刚石涂层上通过气相沉积而沉积有氮化钛涂层。
3.根据权利要求2所述的涂层刀片，其特征在于，所述氮化钛涂层上开设有供金刚石涂层的表面露出的散热通道。
4.根据权利要求1或2或3所述的涂层刀片，其特征在于，所述基底刀体为立方氮化硼整体聚晶的刀片基底。
5.根据权利要求1或2或3所述的涂层刀片，其特征在于，所述基底刀体为在硬质合金基体上烧结固连或焊接固连立方氮化硼刀头而构成的组合基底。
6.根据权利要求5所述的涂层刀片，其特征在于，所述硬质合金基体为棱柱状的块体，所述硬质合金基体上开设有供立方氮化硼刀头吻合嵌入的嵌槽。
7.根据权利要求6所述的涂层刀片，其特征在于，所述嵌槽为U型沟槽或V型沟槽或圆弧型沟槽或环形沟槽。
8.根据权利要求6所述的涂层刀片，其特征在于，所述嵌槽的槽底位置处凸设有挡止凸部，所述立方氮化硼刀头上开设有供所述挡止凸起互补嵌入的挡止凹部。
9.根据权利要求1或2或3所述的涂层刀片，其特征在于，所述基底刀体上开设有安装孔，所述复合涂层包覆在基底刀体的表面上。
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|---|---|---|---|---|
| CN108315737A (zh) * | 2018-02-07 | 2018-07-24 | 上海三朗纳米技术有限公司 | 一种基于切削刀具的复合涂层制备工艺 |
| CN113069203A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-07-06 | 江西麦帝施科技有限公司 | 一种激光手术系统手术刀头阶梯温度工作系统及方法 |
| CN115319532A (zh) * | 2022-08-19 | 2022-11-11 | 山东大学 | 一种自适应主动控制热传导切削刀片、刀具及制备方法 |
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- 2013-09-05 CN CN201320550155.3U patent/CN203509079U/zh not_active Expired - Lifetime
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Owner name: FUNIK ULTRAHARD MATERIALS CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: HE'NAN FUNIK ULTRAHARD MATERIAL CO., LTD. |
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Address after: 450001 Zhengzhou high tech Industrial Development Zone, Henan, Holly Street, No. 16 Patentee after: FUNIK ULTRAHARD MATERIAL Co.,Ltd. Address before: 450001 Zhengzhou high tech Industrial Development Zone, Henan, Holly Street, No. 16 Patentee before: HENAN FUNIK ULTRAHARD MATERIAL Co.,Ltd. |
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