一种用于加工刀具的高硬涂层的制作方法

本申请涉及机械加工的，尤其是涉及一种用于加工刀具的高硬涂层。

背景技术：

1、机械加工的根本目的是用刀具切除工件上多余的材料，使其成为精度和表面质量等符合技术要求的零件。而加工刀具是机械制造中常用的用于切削加工的工具，这种工具的类型非常的丰富，每一种类型的加工刀具都有它自己在机械加工中的重要性，如铣刀。但往往都要求具有耐高温氧化、抗冲击和耐磨等特点。

2、但铣刀在对硬质材料进行切削加工时，由于高速摩擦或散热较难等问题，容易造成铣刀的磨损，进而缩短加工刀具的使用寿命。

技术实现思路

1、为了改善铣刀的使用性能且延长加工刀具使用寿命的问题，本申请提供一种用于加工刀具的高硬涂层。

2、本申请提供的一种用于加工刀具的高硬涂层采用如下的技术方案：

3、一种用于加工刀具的高硬涂层，包括涂覆于基材上连接层、主涂层和润滑涂层，所述主涂层包括第一加固层和第二加固层，所述第一加固层和第二加固层沿厚度方向依次连接，所述第一加固层和第二加固层均为高硬度材料，所述主涂层用于提高基材的硬度；所述连接层设于基材与第一加固层之间，所述连接层用于去除基材表面氧化物；所述润滑涂层设于第二加固层背离第一加固层，所述润滑涂层用于减少基材与待加工工件之间的摩擦力。

4、通过采用上述技术方案，连接层使得第一加固层与基材之间的连接更为紧密，第一加固层和第二加固层依次涂覆于基材上，用于提高基材的硬度，对基材自身起到保护作用；润滑涂层的涂覆，使得基材在工作时与待加工的工件之间的摩擦力有效减少，进而降低铣刀在铣削工作时，对铣刀自身产生的磨损，提高基材的使用寿命。

5、优选的，所述主涂层还包括过渡层，所述过渡层设于第一加固层和第二加固层中间。

6、通过采用上述技术方案，过渡层的设置，用于提高第一加固层和第二加固层之间的结合性能，有效提高基材整个的结构稳定程度。

7、优选的，所述第一加固层为cvd(金刚石)涂层。

8、通过采用上述技术方案，cvd(金刚石)涂层具有高硬度、耐磨损的特性，将第一加固层设为cvd涂层，有利于提高基材整体的硬度，同时提高基材的耐磨损性能，有利于提高基材的使用寿命。

9、优选的，所述主涂层设有至少两组，其中一组内的所述第二加固层为altin（氮化钛铝）涂层,另一组内的所述第二加固层为tisin（氮化钛硅）涂层，至少两组所述主涂层交替设置。

10、通过采用上述技术方案，altin涂层具有高硬度、耐磨损、耐高温及抗氧化的性能，tisin涂层具有抗热性能，适合硬切割工作，通过这两种涂层与cvd涂层的配合涂覆，进一步有效提高基材的整体性能，有利于提高基材的硬度以及耐高温、耐磨损的性能，有效提高主涂层对基材的保护可靠性，从而有利于延长使用寿命。

11、优选的，所述连接层为cr涂层和/或ti涂层。

12、通过采用上述技术方案，cr涂层和/或ti涂层均可以有效去除基材表面的氧化物，使得第一加固层与基材之间的连接更为稳定。

13、优选的，所述润滑涂层为alcr(ti)sin/mo涂层。

14、通过采用上述技术方案，alcr(ti)sin/mo涂层的涂覆设置，在进行铣削工作时，有利于降低基材与待加工工件之间的产生的摩擦力，进而降低由于摩擦而产生高温，进一步降低对基材自身产生的磨损，有利于延长使用寿命。

15、优选的，单层所述第一加固层的厚度范围为6-15µm。

16、通过采用上述技术方案，通过第一加固层的设置，既实现了有效提高基材的硬度，提高基材的耐磨损性能，同时对涂覆的厚度范围进行限定，不易因第一加固层的厚度过大或过小影响基材工作时的铣削效果。

17、优选的，单层所述第二加固层的厚度范围为0.3-0.8µm。

18、通过采用上述技术方案，第二加固层选用的材料为altin（氮化钛铝）涂层或tisin（氮化钛硅）涂层，通过对第二加固层的涂覆厚度范围的限定，既可以有效提高基材的高硬度、耐磨损、耐高温及抗氧化的性能，同时不易因厚度而对基材自身性能产生影响。

19、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

20、1.过渡层以及第一加固层的设置，第一加固层用于提高基材的整体硬度，过渡层可提高第一加固层和第二加固层之间的结合性能，有效提高基材整个的结构稳定程度；

21、2.altin涂层具有高硬度、耐磨损、耐高温及抗氧化的性能，tisin涂层具有抗热性能，适合硬切割工作，通过这两种涂层与cvd涂层的配合涂覆，进一步有效提高基材的整体性能，有利于提高基材的硬度以及耐高温、耐磨损的性能，有效提高主涂层对基材的保护可靠性，从而有利于延长使用寿命。

技术特征：

1.一种用于加工刀具的高硬涂层，其特征在于：包括涂覆于基材(1)上连接层(2)、主涂层(3)和润滑涂层(4)，所述主涂层(3)包括第一加固层(31)和第二加固层(33)，所述第一加固层(31)和第二加固层(33)沿厚度方向依次连接，所述第一加固层(31)和第二加固层(33)均为高硬度材料，所述主涂层(3)用于提高基材(1)的硬度；所述连接层(2)设于基材(1)与第一加固层(31)之间，所述连接层(2)用于去除基材(1)表面氧化物；所述润滑涂层(4)设于第二加固层(33)背离第一加固层(31)，所述润滑涂层(4)用于减少基材(1)与待加工工件之间的摩擦力。

2.根据权利要求1所述的一种用于加工刀具的高硬涂层，其特征在于：所述主涂层(3)还包括过渡层(32)，所述过渡层(32)设于第一加固层(31)和第二加固层(33)中间。

3.根据权利要求1所述的一种用于加工刀具的高硬涂层，其特征在于：所述第一加固层(31)为cvd涂层。

4.根据权利要求1所述的一种用于加工刀具的高硬涂层，其特征在于：所述主涂层(3)设有至少两组，其中一组内的所述第二加固层(33)为altin涂层,另一组内的所述第二加固层(33)为tisin涂层，至少两组所述主涂层(3)交替设置。

5.根据权利要求1所述的一种用于加工刀具的高硬涂层，其特征在于：所述连接层(2)为cr涂层和/或ti涂层。

6.根据权利要求1所述的一种用于加工刀具的高硬涂层，其特征在于：所述润滑涂层(4)为alcr(ti)sin/mo涂层。

7.根据权利要求1所述的一种用于加工刀具的高硬涂层，其特征在于：单层所述第一加固层(31)的厚度范围为6-15µm。

8.根据权利要求1所述的一种用于加工刀具的高硬涂层，其特征在于：单层所述第二加固层(33)的厚度范围为0.3-0.8µm。

技术总结本申请涉及一种用于加工刀具的高硬涂层，属于机械加工的技术领域，其包括涂覆于基材上连接层、主涂层和润滑涂层，主涂层包括第一加固层和第二加固层，第一加固层和第二加固层沿厚度方向依次连接，第一加固层和第二加固层均为高硬度材料，主涂层用于提高基材的硬度；连接层设于基材与第一加固层之间，连接层用于去除基材表面氧化物；润滑涂层设于第二加固层背离第一加固层，润滑涂层用于减少基材与待加工工件之间的摩擦力。本申请具有提高基材的硬度，对基材自身起到保护作用；润滑涂层的涂覆，使得基材在工作时与待加工的工件之间的摩擦力有效减少，进而降低工作时，对铣刀自身产生的磨损，提高基材的使用寿命的有益效果。技术研发人员：陈金海,张杰,严晓倩,刘涛,郭丰铭受保护的技术使用者：科汇纳米技术（常州）有限公司技术研发日：20230928技术公布日：2024/6/5