tlN层的各层沉积时间分别为25分钟，这样，在合金基底的表面即制得了 TiAliciN-TiAl2ciN-TiAl3tlN 梯度涂层，该 TiAliciN-TiAl2ciN-TiAl3tlN 梯度涂层的总厚度 3um，即制 得本实施例的硬质合金刀具。
[0028] 实施例2
[0029] 本发明的实施例2所涉及的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具，也包含 合金基底1与设于合金基底1表面的纳米涂层2,并且在合金基底1与纳米涂层2之间，还设 有镀层3,其层状复合结构的示意图如附图2所示。其中，合金基底1以质量百分含量计包 含：TiC 10%，Co 0.6%，Mo 0.3%，Mn L 6%，Nb 0.3%，Cr L 6%，Al 0.6%，余量为 WC， 该合金基底1的厚度为l〇mm。在该合金基底1的表面，设TiAlN纳米涂层2,具体来说，该 TiAlN 纳米涂层为 TiAliciN-TiAl2ciN-TiAl3tlN 梯度涂层，该 TiAliciN-TiAl2ciN-TiAl3tlN 梯度涂层 的总厚度为2. 5um。此外，设于合金基底1与TiAliciN-TiAl2ciN-TiAl3tlN梯度涂层之间的化学 电镀层为ZrO 2镀层3,该ZrO 2镀层3的厚度为lum。
[0030] 本实施例的硬质合金刀具的制备过程为：
[0031] (1)以烧结法制备硬质合金刀具的合金基底：
[0032] 以质量百分含量计，称取下述原料：TiC 10%，Co 0. 6%，Mo 0. 3%，Mn 1. 6%，Nb 0.3%，Cr 1·6%，Α1 0.6%，余量为 WC。
[0033] 将称取的原料，与作为球磨介质的丙酮一起加入球磨机中进行湿磨，将湿磨后得 到的浆料蒸干，加入成型剂石蜡，烘干过筛；将得到的合金粉末压制成型，并使该成型的铸 体的厚度为1〇_，于真空炉中在1800°C下保温60分钟，然后置于氩气保护的加压炉中，以 1800°C烧结60分钟，即制备得到硬质合金刀具的合金基底。
[0034] (2)以等离子喷涂法制备ZrO2镀层：
[0035] 将上步中制备的合金基底表面清洁处理光滑之后，使用常规的等离子喷涂设备， 在合金基底的表面喷涂ZrO 2镀层，并使该ZrO 2镀层的厚度为lum。
[0036] (3)以电弧离子镀沉积法制备TiAlN纳米涂层：
[0037] 将上步中制备的带有ZrO2镀层的合金基底表面，用常规的电弧离子镀沉积 法在合金基底的表面，依次沉积TiAl ltlN层、TiAl2tlN层和TiAl3tlN层，其中，TiAlltlN层、 TiAl2tlN层和TiAl3tlN层的各层沉积时间分别为30分钟，这样，在合金基底的表面即制得了 TiAliciN-TiAl2ciN-TiAl3tlN 梯度涂层，该 TiAliciN-TiAl2ciN-TiAl3tlN 梯度涂层的总厚度 2um，即制 得本实施例的硬质合金刀具。
[0038] 实施例3
[0039] 本发明的实施例3所涉及的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀 具，也依次包含合金基底、设于合金基底表面的ZrO 2镀层和设于ZrO2镀层表面的 TiAliciN-TiAl2ciN-TiAl3tlN梯度涂层。其中，合金基底以质量百分含量计包含：TiC 15%，Co 0·3%，Μ〇 0·35%，Μη 0.8%，Nb 0.4%，Cr 1·0%，Α1 1.0%，余量为 WC，该合金基底的厚度 为4mm。在该合金基底的表面的ZrO2镀层的厚度为0. 5um。此外，TiAl 1(lN-TiAl2(lN-TiAl3QN 梯度涂层的总厚度为2um〇
[0040] 本实施例的硬质合金刀具的制备过程为：
[0041] (1)以烧结法制备硬质合金刀具的合金基底：
[0042] 以质量百分含量计，称取下述原料：TiC 15%，Co 0. 3%，Μο 0. 35%，Mn 0. 8%，Nb 0.4%，Cr 1·0%，Α1 1.0%，余量为 WC。
[0043] 将称取的原料，与作为球磨介质的丙酮一起加入球磨机中进行湿磨，将湿磨后得 到的浆料蒸干，加入成型剂石蜡，烘干过筛；将得到的合金粉末压制成型，并使该成型的铸 体的厚度为4_，于真空炉中在1600°C下保温50分钟，然后置于氩气保护的加压炉中，以 1600°C烧结70分钟，即制备得到硬质合金刀具的合金基底。
[0044] (2)以等离子喷涂法制备ZrO2镀层：
[0045] 将上步中制备的合金基底表面清洁处理光滑之后，使用常规的等离子喷涂设备， 在合金基底的表面喷涂ZrO 2镀层，并使该ZrO 2镀层的厚度为0. 5um。
[0046] (3)以电弧离子镀沉积法制备TiAlN纳米涂层：
[0047] 将上步中制备的带有ZrO2镀层的合金基底表面，用常规的电弧离子镀沉积 法在合金基底的表面，依次沉积TiAl ltlN层、TiAl2tlN层和TiAl3tlN层，其中，TiAlltlN层、 TiAl2tlN层和TiAl3tlN层的各层沉积时间分别为28分钟，这样，在合金基底的表面即制得了 TiAliciN-TiAl2ciN-TiAl3tlN 梯度涂层，该 TiAliciN-TiAl2ciN-TiAl3tlN 梯度涂层的总厚度 2um，即制 得本实施例的硬质合金刀具。
[0048] 实施例4
[0049] 采用硬质合金领域中通用的检测标准对实施例1、2、3制备的合金刀具的密度、硬 度、耐磨性和耐蚀性进行检测，并以市售的硬质合金刀具作为对照。这些检测标准包括：用 于检测合金密度的IS03369 :1975、用于检测合金硬度的IS03878 :1983、用于检测合金耐磨 性的ASTM G65和用于检测合金耐蚀性的ASTM 61。检测结果如下表1所示：
[0050] 表1检测试验结果
[0051]
【主权项】
1. 一种用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具，其特征在于：所述硬质合金刀具 包含合金基底与设于所述合金基底表面的纳米涂层， 所述合金基底以质量百分含量计包含：TiC 10~15%，Co 0.3~0.6%，Mo 0.3%~0? 4%，Mn 0? 8%~1. 6%，Nb 0? 3%~0? 4%，Cr 1. 0%~1. 6%，A10. 6%~1. 0%，余量为 WC ； 所述纳米涂层为TiAIN纳米涂层。
2. 根据权利要求1所述的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具，其特征在 于，所述合金基底以质量百分含量计包含：TiC 12%，Co0.5%，Mo0.4%，Mn 1.0%，Nb 0.4%，Cr 1.2%，A1 0.8%，余量为 WC。
3. 根据权利要求1所述的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具，其特征在于， 所述合金基底的厚度为4~10mm。
4. 根据权利要求1所述的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具，其特征在于， 所述TiAIN纳米涂层为TiAl1(lN-TiAl2(lN-TiAl3(lN梯度涂层，所述TiAl1(lN-TiAl2(lN-TiAl3(lN梯 度涂层的总厚度为2~3um〇
5. 根据权利要求1所述的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具，其特征在于， 所述合金基底与所述TiAIN纳米涂层之间还设有Zr0 2镀层，所述Zr02镀层的厚度为0. 5~ lum〇
6. -种用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具的制备方法，其特征在于，包含下 述步骤： (1) 以烧结法制备硬质合金刀具的合金基底，所述合金基底以质量百分含量计包含： TiC 10 ~15%，Co 0.3 ~0.6%，M〇 0.3% ~0.4%，Mn 0.8% ~1.6%，Nb 0.3% ~0.4%， Cr 1.0% ~1.6%，A1 0.6% ~1.0%，余量为 WC; (2) 在步骤（1)制备得到的合金基底的表面，以电弧离子镀沉积法制备TiAIN纳米涂 层。
7. 根据权利要求6所述的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具的制备方法，其 特征在于，所述以烧结法制备硬质合金刀具的合金基底的步骤包含： (a) 以质量百分含量计，称取下述原料：TiC 10~15%，Co 0. 3~0. 6%，Mo 0. 3%~ 0? 4%，Mn 0? 8%~1. 6%，Nb 0? 3%~0? 4%，Cr 1. 0%~1. 6%，A10. 6%~1. 0%，余量为 WC ； (b) 取步骤（a)中称取的原料，与球磨介质一起加入球磨机中进行湿磨，将湿磨后得 到的浆料蒸干，加入成型剂，烘干过筛；然后将得到的合金粉末压制成型后，于真空炉中在 1500~1800°C保温50~80分钟，最后置于惰性气氛保护的加压炉中，以1500~1800°C烧 结60~90分钟，即制备得到所述合金基底。
8. 根据权利要求7所述的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具的制备方法，其 特征在于，所述球磨介质为丙酮，所述成型剂为石蜡，所述惰性气氛为氩气。
9. 根据权利要求6所述的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具的制备 方法，其特征在于，所述以电弧离子镀沉积法制备TiAIN纳米涂层的步骤为：在合金 基底的表面用电弧离子镀沉积法依次沉积TiAl 1(lN层、TiAl2(lN层和TiAl3(lN层，制得 TiAl 1QN-TiAl2(lN-TiAl3QN梯度涂层；其中，所述TiAl1QN层、TiAl 2QN层和TiAl3QN层的沉积时 间分别为25~30分钟。
10.根据权利要求6所述的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具的制备方法， 其特征在于：在所述步骤（1)和步骤（2)之间，还包含下述步骤：在所述合金基底的表面， 以等离子喷涂法制备Zr02镀层。
【专利摘要】本发明涉及切削加工技术领域，公开了一种用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具及其制备方法，该硬质合金刀具包含合金基底与设于合金基底表面的纳米涂层，该合金基底以质量百分含量计包含：TiC10～15％，Co0.3～0.6％，Mo 0.3％～0.4％，Mn0.8％～1.6％，Nb0.3％～0.4％，Cr1.0％～1.6％，Al0.6％～1.0％，余量为WC；该纳米涂层为TiAlN纳米涂层。该种硬质合金刀具的制备方法包含以烧结法制备合金基底的步骤和以电弧离子镀沉积法制备TiAlN纳米涂层的步骤。本发明所提供的硬质合金刀具由于具有优异的硬度和耐磨耐蚀性，适用于对碳纤维或玻璃纤维的切削加工。
【IPC分类】B22F7-08, C23C14-32, C23C14-06, C22C29-08
【公开号】CN104625078
【申请号】CN201510080572
【发明人】尹智勇, 凌军
【申请人】江苏和鹰机电科技有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月14日