硬质合金刀片TiAlN、TiN涂层退镀方法与流程

本发明与退除物理涂层(pvd)方法在硬质合金刀片上制备的tialn涂层的方法有关，尤其与退除硬质合金刀片上涂覆的tialn（tin）涂层后，硬质合金刀片可以重新涂层并使用的方法有关。

背景技术：

采用物理涂层方法在各种切削刀具上制备tialn（tin）涂层以增强硬刀具的切削加工能力是目前刀具行业普遍采用的工艺方法。

在涂层加工过程中偶尔会产生质量问题，如：涂层的膜基结合力低于质量标准、涂层脱落、炉灰脱落遮挡加工刃口、设备故障停机造成涂层未完成等。产生了质量问题的情况下，如果是高速钢基体的刀片可以用退镀液将涂层退除掉，刀片重新进行涂层加工，仍然可以保证涂层刀片的质量，不影响刀片的实际使用效果。

如果是硬质合金基体的刀片出现了涂层的质量问题，采用退镀液退镀的方法，则不能达到高速钢刀片涂层再处理的效果。因为，tialn（tin）涂层的退镀液是强碱液，而硬质合金刀片中含有金属钴，钴在硬质合金中起粘合剂的作用，并且钴很容易与碱反应，这就造成了传统的退镀液退镀硬质合金刀片tialn（tin）涂层时，会造成刀具表面脱钴，使得刀片再次涂层时会造成因部分合金基体脱落而形成的涂层脱落现象。

由于tin基材料易与碱反应，所以目前对tin、tialn等涂层的退镀多是采用碱液浸泡反应去除的方法。碱液退镀的原理是基于碱液渗入涂层的缝隙，与涂层中金属离子反应，从而破坏涂层的结构以达到退除涂层的目的的。在整个反应过程中，如果需要刀片的整个涂层全部与碱液反应去除，这在涂层与硬质合金刀片与涂层接触处，由于硬质合金材料中的钴元素比涂层中的金属元素更活跃，更易与碱发生反应，所以会造成硬质合金中的钴流失，使退镀后的刀片失去使用价值。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种退镀后的涂层硬质合金刀片能保证硬质合金刀片工作表面的金属钴不流失,从而使退镀的硬质合金刀片可以再次涂层处理并正常使用的硬质合金刀片tialn、tin涂层退镀方法。

本发明是这样实现的：

硬质合金刀片tialn、tin涂层退镀方法，采用60℃碱性退镀液在反应器皿内浸泡硬质合金刀片，刀片涂层厚度在小于等于4μm时，反应时间30分钟；刀片涂层厚度在4-6μm时，反应时间40-60分钟，反应时间到，迅速捞出刀片并用水即时冲去刀片表面的碱液，使反应停止，碱性退镀液的配方如下：1重量份含10%na4p2o7、2%nah、8%na2s2o5的水溶液与4重量份h2o2混合。

反应器皿为耐酸碱不锈钢或塑料材质的反应器皿，刀片间距不小于5㎜，倒入配制好的退镀液，退镀液没过刀片高度一倍以上，然后，将反应器皿放入水浴中，水浴预先加热到60℃，反应器皿放入水浴时，就对化学反应开始计时。

硬质合金刀片在使用退镀液退镀前，采用喷砂方法清除刀片表面杂质，以保证化学反应的一致性，工艺要求：喷砂采用400目白刚玉，喷枪压缩空气压力为3㎏，手持喷枪对刀片表面全面处理。

硬质合金刀片在使用退镀液退镀后置于料盘内进行喷砂工艺，料盘与喷砂枪的距离为25cm到30cm，枪盘周边平均分布4只喷枪，喷枪与枪盘的夹角为67.5°。

喷砂工艺采用的砂为400目的白刚玉，供给喷枪的压缩空气压力为4㎏，将冲洗干净的刀片做干燥处理以除去表面的水分，干燥的刀片放入料盘中，进入喷砂机进行喷砂剥离处理，环形枪盘内圆周平均分布四只喷枪，在喷砂机工作时，料盘与枪盘之间呈十字相向运动，喷砂时间不少于10分钟，直到将刀片表面的涂层剥离干净。

本发明的优点如下：

本发明利用碱性退镀液浸泡tialn（tin）涂层硬质合金刀片的化学退镀方法和喷砂剥离刀片涂层的物理退镀方法相结合，使退镀后的涂层硬质合金刀片达到既能退除刀片表面不合格的tialn（tin）涂层，又能保证硬质合金刀片工作表面的金属钴不流失的效果,从而使退镀的硬质合金刀片可以再次涂层处理并正常使用。该工艺方法适用于所有以pvd工艺涂覆tialn（tin）涂层的硬质合金刀片的涂层退镀工作。

某硬质合金刀片tialn涂层膜基结合力小于4kg，低于质量考核标准，需要退镀重新涂层，涂层处理前检查硬质合金刀片表面钴含量为6.53%。该刀片涂覆的tialn涂层厚度为3.8μm，按工艺要求在60℃的退镀液中退镀反应30分钟，刀片冲洗干净并干燥后，放入喷砂机内喷砂处理。处理完毕后检测刀片表面钴含量为6.38%，符合技术要求。按涂层工艺重新进行tialn涂层加工，加工后的刀片膜基结合力大于5㎏，符合考核标准。

附图说明

图1为枪盘上喷枪的分布图。

图2为枪盘与料盘的相对运动图。

具体实施方式

实施例1：

本发明工艺过程:

1、用手工喷砂方式把待处理的涂层硬质合金刀片表面全面清扫一次，除去刀片表面油脂等杂质，保证下一步化学反应的一致性。喷砂工艺用砂为400目白刚玉，喷枪用压缩空气压力3公斤。

2、在耐酸碱不锈钢或塑料（耐温120℃以上）材质的反应器皿内放好待退镀的涂层刀片，刀片间距不小于5㎜，然后倒入配制好的退镀液，液体没过刀片高度一倍以上。然后，将反应器皿放入水浴中，水浴预先加热到60℃。反应器皿放入水浴时，就对化学反应开始计时。刀片涂层厚度在4μm(含)以下时，反应时间30分钟；刀片涂层在4-6μm时，反应时间在40-60分钟。反应时间到，迅速捞出刀片并用水即时冲去刀片表面的碱液，使反应停止。碱性退镀液的配方如下：1重量份含10%na4p2o7、2%nah、8%na2s2o5的水溶液与4重量份h2o2混合，%为重量百分比。

3、将冲洗干净的刀片做干燥处理以除去表面的水分，干燥的刀片放入料盘中，进入喷砂机进行喷砂剥离处理。喷砂机的喷枪与枪盘的角度为67.5°，枪盘平均分布四只喷枪，喷枪与枪盘的具体结构如图1所示。在喷砂机工作时，料盘与枪盘之间的间隔为25cm到30cm，它们之间呈十字相向运动，如图2所示，这样可以保证料盘上的每一片刀片都受到相同角度与力量的喷砂处理。喷砂所用的是400目规格白刚玉砂，喷枪的压缩空气压力为4㎏，喷砂时间不少于10分钟，直到将刀片表面的涂层剥离干净。

技术特征：

技术总结
本发明为硬质合金刀片TiAlN、TiN涂层退镀方法。解决退镀后的涂层硬质合金刀片工作表面的金属钴流失，使得刀片再次涂层时会造成因部分合金基体脱落而形成的涂层脱落的问题。采用60℃碱性退镀液在反应器皿内浸泡硬质合金刀片，刀片涂层厚度在小于等于4μm时，反应时间30分钟；刀片涂层厚度在4‑6μm时，反应时间40‑60分钟，反应时间到，迅速捞出刀片并用水即时冲去刀片表面的碱液，使反应停止。本发明退镀后的涂层硬质合金刀片能保证硬质合金刀片工作表面的金属钴不流失,从而使退镀的硬质合金刀片可以再次涂层处理并正常使用。

技术研发人员：李波;周彤;胡恒宁
受保护的技术使用者：成都工具研究所有限公司
技术研发日：2017.11.27
技术公布日：2018.05.04