CN210596234U - Pvd镀层钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种PVD镀层钻头，包括本体和涂覆在本体表面的PVD镀层，PVD镀层包括粘附层、功能层和摩擦层，粘附层为CrN涂层，功能层包括涂层A和涂层B，涂层A为CrN和AlCrSiN交替沉积的多层涂层，涂层B为AlCrSiN和AlCrBN交替沉积的多层涂层，摩擦层为CrN层。本实用新型在钻头表面增加特殊镀层，镀层后的钻头具有高硬度和高耐磨性，同时具有优异的抗高温氧化性，可以提高钻削加工速度，提高钻削效率，也大幅度的降低钻头使用时的断裂，同时钻头涂层最外层的低摩擦层，摩擦系数低，有助于钻削加工时的排屑，提高钻头的工作寿命的同时，也改善了孔加工的表面光洁度，最终提高加工产品质量和加工效率。

Description

PVD镀层钻头

技术领域

本实用新型涉及钻头镀层技术领域，具体涉及一种PVD镀层钻头。

背景技术

PVD镀层是近年来快速发展的一种表面改性技术，在钻头表面进行PVD镀层可以增加钻头耐磨性、降低钻头表面的摩擦系数，显著提升钻头的使用寿命，改善钻头的孔加工效率和加工质量，如我公司申请的专利，201821371600.9涂层玉米刀就是应用此类技术。

随着加工材料钻削难度的提升以及对钻头使用寿命的提高，钻头表面涂层从最初的TiN,TiCN涂层，升级到TiAlN涂层，再到目前应用最广泛的AlCrN涂层、金刚石涂层。由于金刚石涂层生产成本高，交货期长等原因还未被广泛使用，所以实际生产中还是缺少一种高硬度和高耐磨性，使用寿命长的钻头。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种PVD镀层钻头，其具有高硬度和高耐磨性，同时具有优异的抗高温氧化性，不易折断，使用寿命长，可以提高钻削效率和产出产品的质量。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种PVD镀层钻头，包括本体和涂覆在本体表面的PVD镀层，所述PVD镀层包括粘附层、功能层和摩擦层，所述粘附层为CrN涂层，所述功能层包括涂层A和涂层B，涂层A为CrN和AlCrSiN交替沉积的多层涂层，涂层B为AlCrSiN和AlCrBN交替沉积的多层涂层，所述摩擦层为CrN层。

在上述技术方案中，所述涂层A的多层涂层为3-5层，每层涂层CrN的层厚度为200-400nm，每层涂层AlCrSiN的层厚度为200-350nm。

在上述技术方案中，所述涂层B的多层涂层为4-8层，每层涂层AlCrSiN的层厚度为200-350nm，每层涂层AlCrBN的层厚度为300-500nm。

在上述技术方案中，所述PVD镀层的涂层厚度为3000-10000nm。

在上述技术方案中，所述粘附层的涂层CrN的层厚度为500-800nm。

在上述技术方案中，所述摩擦层的涂层CrN的层厚度为200-300nm。

在上述技术方案中，所述本体为高速钢钻头或者硬质合金钻头。

在上述技术方案中，所述涂层采用电弧离子镀方法沉积制备而成。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型在钻头表面增加特殊镀层，镀层后的钻头具有高硬度和高耐磨性，同时具有优异的抗高温氧化性，可以提高钻削加工速度，提高钻削效率，也大幅度的降低钻头使用时的断裂，同时钻头涂层最外层的低摩擦层，摩擦系数低，有助于钻削加工时的排屑，提高钻头的工作寿命的同时，也改善了孔加工的表面光洁度，最终提高加工产品质量和加工效率。

附图说明

图1为本实用新型的主视剖视；

图2为本实用新型的放大剖视示意图；

图3为本实用新型中涂层的示意图。

标号如下：本体100；PVD镀层200；粘附层210；功能层220；涂层A221；涂层B222；摩擦层230。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1～3所示，一种PVD镀层钻头，包括本体100和涂覆在本体100表面的PVD镀层200，PVD镀层包括粘附层210、功能层220和摩擦层230，粘附层210为CrN涂层，功能层220包括涂层A221和涂层B222，涂层A221为CrN和AlCrSiN交替沉积的多层涂层，涂层B222为AlCrSiN和AlCrBN交替沉积的多层涂层，摩擦层300为CrN层。

粘附层210的CrN沉积时主要涂层参数为偏压150-200V，氮分压2-2.5*10^-2mbar，电流150-160A，高偏压使得金属离子具有更高的离子能量，可以提高涂层结合力，氮分压可以改变涂层结构，形成致密性强的涂层，涂层硬度高，可达2500HV，可以为功能层220提供硬度缓冲作用，减小“蛋壳效应”的影响，所以其涂层厚度也较厚，约为500-800nm。

摩擦层230的CrN沉积时主要涂层参数为偏压100-120V，氮分压3-3.5*10^-2mbar，电流130A，稍微降低偏压，一定程度上降低涂层硬度，改善表面粗糙度，同时高的氮分压为了增加更多的氮离子浓度，低的电流是降低金属离子颗粒度，目的是为了减小涂层颗粒度，降低涂层表面摩擦系数，该层涂层硬度稍有降低，约为2200HV，但是摩擦系数较低，与钢基体的摩擦系数为Ra0.2，涂层厚度为200-300nm。

如图3所示，涂层A221的多层涂层为3-5层，每层涂层CrN的层厚度为200-400nm，每层涂层AlCrSiN的层厚度为200-350nm。

如图3所示，涂层B222的多层涂层为4-8层，每层涂层AlCrSiN的层厚度为200-350nm，每层涂层AlCrBN的层厚度为300-500nm。

实际使用中可以是实施例1:涂层A221为4层CrN和AlCrSiN，涂层B222为6层AlCrSiN和AlCrBN，主要适用于直径较小的钻头，主要以φ8mm以下的钻头为主；

也可以是实施例2:涂层A221为5层CrN和AlCrSiN，涂层B222为8层AlCrSiN和AlCrBN，主要适用于直径较大的钻头，一般为直径φ8mm以上。

PVD镀层200的涂层厚度为3000-10000nm。

粘附层210的涂层CrN的层厚度为500-800nm。

摩擦层230的涂层CrN的层厚度为200-300nm。

本体100为高速钢钻头或者硬质合金钻头。

涂层采用电弧离子镀方法沉积制备而成。

最后应说明的是：以上上述的实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应上述的以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种PVD镀层钻头，其特征在于：包括本体(100)和涂覆在本体(100)表面的PVD镀层(200)，所述PVD镀层包括粘附层(210)、功能层(220)和摩擦层(230)，所述粘附层(210)为CrN涂层，所述功能层(220)包括涂层A(221)和涂层B(222)，涂层A(221)为CrN和AlCrSiN交替沉积的多层涂层，涂层B(222)为AlCrSiN和AlCrBN交替沉积的多层涂层，所述摩擦层(230)为CrN层。

2.如权利要求1所述的一种PVD镀层钻头，其特征在于，所述涂层A(221)的多层涂层为3-5层，每层涂层CrN的层厚度为200-400nm，每层涂层AlCrSiN的层厚度为200-350nm。

3.如权利要求1所述的一种PVD镀层钻头，其特征在于，所述涂层B(222)的多层涂层为4-8层，每层涂层AlCrSiN的层厚度为200-350nm，每层涂层AlCrBN的层厚度为300-500nm。

4.如权利要求1所述的一种PVD镀层钻头，其特征在于，所述PVD镀层(200)的涂层厚度为3000-10000nm。

5.根据权利要求1所述的一种PVD镀层钻头，其特征在于，所述粘附层(210)的涂层CrN的层厚度为500-800nm。

6.根据权利要求1所述的一种PVD镀层钻头，其特征在于，所述摩擦层(230)的涂层CrN的层厚度为200-300nm。

7.根据权利要求1所述的一种PVD镀层钻头，其特征在于，所述本体(100)为高速钢钻头或者硬质合金钻头。

8.根据权利要求1所述的一种PVD镀层钻头，其特征在于，所述涂层采用电弧离子镀方法沉积制备而成。

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