一种硬质合金刀具涂层结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种硬质合金刀具涂层结构，包括刀具本体，以及自内向外依次设于刀具本体外表面上的第一涂层、第二涂层、第三涂层、第四涂层；所述第一涂层为TiAlN涂层，所述第二涂层为Al2O3涂层，所述第三涂层为TiCN涂层，所述第四涂层为TiN涂层；本实用新型的优点在于，TiAlN涂层旨在增加硬度保护刀具，使其不易在高温、高强度的情况下破损、剥落，提高稳定性；Al2O3涂层用于隔绝空气，防止TiAlN涂层与空气中Cl、S接触，导致削弱对刀具本体的保护，防止缩短刀具使用寿命，以及提高在加工时的稳定性、通用性；TiCN涂层用来提高刀具本体的抗磨损能力；TiN涂层即最外面黄金色的TiN薄层，使得容易辨别刀具本体的磨损状态。
【专利说明】
一种硬质合金刀具涂层结构
技术领域
[0001]本发明属于机械加工刀具技术领域，具体涉及一种硬质合金刀具涂层结构。
【背景技术】
[0002]目前刀具本体多由硬质合金的材质制成，导致使用寿命很短，需要多次重新修磨也达不到很长的使用时间。采用镶嵌金刚石做顶尖，但是金刚石代价比较高，关键是焊接时候金刚石容易崩裂，导致价格昂贵的整块金刚石无法使用，废品率较高，存在安全隐患，不利于生产活动的正常进行。
[0003]现有刀具通过涂层增加其表面硬度，并延长使用时间，方法多种多样，其中又以使用CVD及DLC为主的方法最为普及。其中，CVD所存在的主要问题为沉积速度慢，硬度低，受热、受震性能弱，虽然DLC较好的提高了硬度，耐久度及速度的不足，但是仍然存在摩擦较大，不稳定，使用途径有限等问题。存在此种不足的可能因素是:涂层厚度，涂层材料的不同排列，制备的温度，时间长度等，尤其是所使用的涂层材料最为重要。另外，在挑选涂层材料时，如何尽可能的提尚应用可能。
【发明内容】
[0004]本实用新型目的是:提供一种不仅结构简单，而且有效提高刀具本体表面硬度、耐热度，并提高稳定性及其使用寿命，降低制造成本的硬质合金刀具涂层结构。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种硬质合金刀具涂层结构，包括刀具本体，以及自内向外依次设于所述刀具本体外表面上的第一涂层、第二涂层、第三涂层、第四涂层;所述第一涂层为TiAlN涂层，所述第二涂层为Al2O3涂层，所述第三涂层为TiCN涂层，所述第四涂层为TiN涂层。
[0006]作为优选的技术方案，所述TiAlN涂层的厚度为Ium?4um，其中Al质量分数为42.5%，相对与其他质量分数的TiAlN涂层，该配比方式的涂层稳定性十分优异。
[0007 ]作为优选的技术方案，所述A12Ο3涂层的厚度为I um?4um。
[0008]作为优选的技术方案，所述TiCN涂层的厚度为2um?3um。
[0009]作为优选的技术方案，所述TiN涂层的厚度为2.5um?3.5um。
[0010]本实用新型的优点是:
[0011]1.本实用新型的耐热度上升为50摄氏度，有效的延长了刀具1.5倍的使用寿命，同时制造成本相对降低了 1/4;
[0012]2.第一涂层(TiAlN涂层)旨在增加硬度保护刀具，使其不易在高温、高强度的情况下破损、剥洛，提尚稳定性；
[0013]3.第二涂层(Al2O3涂层)目的是隔绝空气，从而防止TiAlN涂层与空气中C1、S接触，导致削弱对刀具本体的保护，防止缩短刀具使用寿命，以及提高在加工时的稳定性、通用性，既能对刀具表面形成隔热屏障和抗氧化屏障，又能抑制裂缝的拓展，加工性能优越；
[0014]4.第三涂层(TiCN涂层)用来提高刀具本体的抗磨损能力；
[0015]5.第四涂层(TiN涂层)，即最外面黄金色的TiN薄层，使得容易辨别刀具本体的磨损状态。
【附图说明】
[0016]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
[0017]图1为本实用新型的结构不意图；
[0018]其中:1TiAlN涂层，2 Al2O3涂层，3 TiCN涂层，4 TiN涂层。
【具体实施方式】
[0019]实施例:参照图1所示，一种硬质合金刀具涂层结构，包括刀具本体，以及自内向外依次设于刀具本体外表面上的第一涂层、第二涂层、第三涂层、第四涂层。
[0020]本实用新型的第一涂层为TiAlN涂层I，该TiAlN涂层I的厚度为Ium?4um，其中Al质量分数为42.5%，相对与其他质量分数的TiAlN涂层I，该配比方式的涂层稳定性十分优异，第一涂层(TiAlN涂层I)旨在增加硬度保护刀具，使其不易在高温、高强度的情况下破损、剥洛，提尚稳定性。
[0021]本实用新型的第二涂层为Al2O3涂层2，该Al2O3涂层2的厚度为Ium?4um，第二涂层(Al2O3涂层2)目的是隔绝空气，从而防止TiAlN涂层I与空气中C1、S接触，导致削弱对刀具本体的保护，防止缩短刀具使用寿命，以及提高在加工时的稳定性、通用性，既能对刀具表面形成隔热屏障和抗氧化屏障，又能抑制裂缝的拓展，加工性能优越。
[0022]本实用新型的第三涂层为TiCN涂层3，该TiCN涂层3的厚度为2um?3um，第三涂层(TiCN涂层3)用来提高刀具本体的抗磨损能力；
[0023]本实用新型的第四涂层为TiN涂层4，该TiN涂层4的厚度为2.5um?3.5um，第四涂层(TiN涂层4)，即最外面黄金色的TiN薄层，使得容易辨别刀具本体的磨损状态。
[0024]上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种硬质合金刀具涂层结构，包括刀具本体，以及自内向外依次设于所述刀具本体外表面上的第一涂层、第二涂层、第三涂层、第四涂层;其特征在于，所述第一涂层为TiAlN涂层(I)，所述第二涂层为Al2O3涂层(2)，所述第三涂层为TiCN涂层(3)，所述第四涂层为TiN涂层(4)。2.根据权利要求1所述的硬质合金刀具涂层结构，其特征在于，所述TiAlN涂层(I)的厚度为Ium?4um03.根据权利要求1所述的硬质合金刀具涂层结构，其特征在于，所述Al2O3涂层(2)的厚度为Ium?4um04.根据权利要求1所述的硬质合金刀具涂层结构，其特征在于，所述TiCN涂层(3)的厚度为2um?3um。5.根据权利要求1所述的硬质合金刀具涂层结构，其特征在于，所述TiN涂层(4)的厚度为2.5um?3.5umο
【文档编号】C23C30/00GK205473993SQ201620041628
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月15日
【发明人】汤伊宁, 董金聪, 郑郧, 朱泉
【申请人】张家港清研再制造产业研究院有限公司