具有含氧化物涂层的涂层刀具及其制备方法_3

文档序号:9364182阅读:来源:国知局
层的总厚度为3.5iim,Tia34Ala66N底层的厚度为 2iim,V2O5Al2O3周期性涂层的总厚度为I. 5iim,V2O5层5的单层厚度为50nm,Al2O3层4的 单层厚度为50nm;TiQ.34Ala66金属层的厚度为30nm。
[0073] -种上述本实施例的具有含氧化物涂层的涂层刀具的制备方法,包括以下步骤:
[0074] 首先将型号为CNMG120408的硬质合金刀片刀具基体进行表面清洗、Ar浸蚀等预 处理,然后在预处理后的刀具基体1上采用物理气相沉积法并利用TiAl靶先沉积一层厚度 为30nm的Tia34Ala66金属层,然后利用TiAl靶再沉积一层2iim的Tia34Ala66N底层;接着 采用多靶交替沉积方法在Tia34Ala66N底层上交替沉积以V2O5Al2O3为调制周期的多周期涂 层,各周期内,先沉积Al2O3层4,再沉积V2O5层5,其中V2O5层5的单层厚度为50nm,Al2O3层 4的单层厚度为50nm,经过15个周期后得到厚度为I. 5ym的多周期涂层,并最终得到本发 明的涂层刀具E。
[0075] 对照品El和E2同样是以上述硬质合金刀片作为刀具基体,按普通的物理气相沉 积方法分别沉积普通的TiAlN涂层和CrAlN涂层制成的硬质合金涂层刀具。
[0076] 将本实施例制得的涂层刀具E和对照品E1、E2进行连续车削不锈钢(lCrl8Ni9Ti) 的对比实验,对比实验结果如下表所示。
[0077] 表5 :实施例5的本发明涂层刀具E与对照品El、E2的对比实验效果
[0078]
[0080] 由上表5可见,在刀具基体相同、切削条件相同的情况下,本发明的涂层刀具在车 削条件下的使用寿命比现有技术下的两种涂层刀具有明显提高。
[0081] 实施例6:
[0082] -种本发明的具有含氧化物涂层的涂层刀具,如图1所示,该涂层刀具包括刀具 基体1、沉积于刀具基体1上的Me1XA1X金属层2(具体为Tia7tjAl(j.3。金属层)和沉积于 Me1XA1X金属层2上的含氧化物涂层,该含氧化物涂层包括沉积于Me1XA1X金属层2上的 Me1XA1XN底层3 (具体为Tia7(]Ala3(]N底层,面心立方结构)、以及沉积于Me1XA1XN底层3上 的V2O5Al2O3周期性涂层,V2O5Al2O3周期性涂层是以Al2O3层4和V2O5层5为一个调制周 期的多周期涂层(具体为20个周期)。
[0083] 在该涂层刀具中,含氧化物涂层的总厚度为7.4iim,Tia7(]Ala3(]N底层的厚度为 4iim,V2O5Al2O3周期性涂层的总厚度为3. 4iim,V2O5层5的单层厚度为10nm,Al2O3层4的 单层厚度为160nm;TiQ.7QAla3。金属层的厚度为30nm。
[0084] 一种上述本实施例的具有含氧化物涂层的涂层刀具的制备方法,包括以下步骤:
[0085] 首先将型号为CNMG120408的硬质合金刀片刀具基体进行表面清洗、Ar浸蚀等预 处理,然后在预处理后的刀具基体1上采用物理气相沉积法并利用TiAl靶先沉积一层厚度 为30nm的Tia70Ala3。金属层,然后利用TiAl靶再沉积一层4iim的Tia70Ala3QN底层;接着 采用多靶交替沉积方法在Tia7(]Ala3(]N底层上交替沉积以V2O5Al2O3为调制周期的多周期涂 层,各周期内,先沉积Al2O3层4,再沉积V2O5层5,其中V2O5层5的单层厚度为10nm,Al2O3 层4的单层厚度为160nm,经过20个周期后得到厚度为3. 4ym的多周期涂层,并最终得到 本发明的涂层刀具F。
[0086] 对照品Fl和F2同样是以上述硬质合金刀片作为刀具基体,按普通的物理气相沉 积方法分别沉积普通的TiAlN涂层和CrAlN涂层制成的硬质合金涂层刀具。
[0087] 将本实施例制得的涂层刀具F和对照品F1、F2进行连续车削不锈钢(lCrl8Ni9Ti) 的对比实验,对比实验结果如下表所示。
[0088] 表6 :实施例6的本发明涂层刀具F与对照品FI、F2的对比实验效果
[0089]
[0091] 由上表6可见,在刀具基体相同、切削条件相同的情况下,本发明的涂层刀具的 Al2O3和V2O5的厚度比例差别太大,导致在车削条件下的使用寿命比前面实施例的性能均 低,仅比现有技术下的两种涂层刀片略有提高。
[0092] 实施例7 :
[0093] -种本发明的具有含氧化物涂层的涂层刀具,如图1所示,该涂层刀具包括刀具 基体1、沉积于刀具基体1上的Me1XA1X金属层2 (具体为Cra6tJAla4。金属层)和沉积于 Me1XA1X金属层2上的含氧化物涂层,该含氧化物涂层包括沉积于Me1XA1X金属层2上的 Me1XA1XN底层3 (具体为CraMAla4(]N底层,面心立方结构)、以及沉积于Me1XA1XN底层3上 的V2O5Al2O3周期性涂层,V2O5Al2O3周期性涂层是以Al2O3层4和V2O5层5为一个调制周 期的多周期涂层(具体为40个周期)。
[0094] 在该涂层刀具中,含氧化物涂层的总厚度为411111,(>。.6(^1。. 4(^底层的厚度为211111, V2O5Al2O3周期性涂层的总厚度为2iim,V2O5层5的单层厚度为10nm,Al2O3层4的单层厚 度为40nm;CrQ.6QAla4。金属层的厚度为30nm。
[0095] 一种上述本实施例的具有含氧化物涂层的涂层刀具的制备方法,包括以下步骤:
[0096] 首先将型号为CNMG120408的硬质合金刀片刀具基体进行表面清洗、Ar浸蚀等预 处理,然后在预处理后的刀具基体1上采用物理气相沉积法并利用CrAl靶先沉积一层厚度 为3〇111]1的0。.6(^1。.4。金属层,然后利用0^1祀再沉积一层2111]1的0。. 6(^1。.4。1'1底层;接着 采用多靶交替沉积方法在〇。. 6/1。.4(^底层上交替沉积以¥205/^120 3为调制周期的多周期涂 层,各周期内,先沉积Al2O3层4,再沉积V2O5层5,其中V2O5层5的单层厚度为10nm,Al203层 4的单层厚度为40nm,经过40个周期后得到厚度为2ym的多周期涂层,并最终得到本发明 的涂层刀具G。
[0097] 对照品Gl和G2同样是以上述硬质合金刀片作为刀具基体,按普通的物理气相沉 积方法分别沉积普通的TiAlN涂层和CrAlN涂层制成的硬质合金涂层刀具。
[0098] 将本实施例制得的涂层刀具G和对照品G1、G2进行连续车削不锈钢(lCrl8Ni9Ti) 的对比实验,对比实验结果如下表所示。
[0099] 表7 :实施例7的本发明涂层刀具G与对照品Gl、G2的对比实验效果
[0100]
[0102] 由上表7可见,在刀具基体相同、切削条件相同的情况下,本发明的涂层刀具在车 削条件下的使用寿命比现有技术下的两种涂层刀片有较明显的提高。
[0103] 实施例8:
[0104] -种本发明的具有含氧化物涂层的涂层刀具,如图1所示,该涂层刀具包括刀具 基体1、沉积于刀具基体1上的Me1XA1X金属层2 (具体为0。.5/1。.5。金属层)和沉积于 Me1XA1X金属层2上的含氧化物涂层,该含氧化物涂层包括沉积于Me1XA1X金属层2上的 Me1XA1XN底层3 (具体为CraMAlaMN底层,面心立方结构)、以及沉积于Me1XA1XN底层3上 的V2O5Al2O3周期性涂层,V2O5Al2O3周期性涂层是以Al2O3层4和V2O5层5为一个调制周 期的多周期涂层(具体为25个周期)。
[0105] 在该涂层刀具中,含氧化物涂层的总厚度为1.5iim,CraMAlaMN底层的厚度为 Iym,V2O5Al2O3周期性涂层的总厚度为0? 5iim,V2O5层5的单层厚度为10nm,Al2O3层4的 单层厚度为IOnm;CrQ.5QAla5。金属层的厚度为70nm。
[0106] -种上述本实施例的具有含氧化物涂层的涂层刀具的制备方法,包括以下步骤:
[0107] 首先将型号为CNMG120408的硬质合金刀片刀具基体进行表面清洗、Ar浸蚀等预 处理,然后在预处理后的刀具基体1上采用物理气相沉积法并利用CrAl靶先沉积一层厚度 为70nm的Cra5()Ala5。金属层,然后利用CrAl祀再沉积一层IUm的Cra5()AlaMN底层;接着 采用多靶交替沉积方法在CraMAlaMN底层上交替沉积以V2O5Al2O3为调制周期的多周期涂 层,各周期内,先沉积Al2O3层4,再沉积V2O5层5,其中V2O5层5的单层厚度为10nm,Al203层 4的单层厚度为l〇nm,经过25个周期后得到厚度为0. 5ym的多周期涂层,并最终得到本发 明的涂层刀具H。
[0108] 对照品Hl和H2同样是以上述硬质合金刀片作为刀具基体,按普通的物理气相沉 积方法分别沉积普通的TiAlN涂层和CrAlN涂层制成的硬质合金涂层刀具。
[0109] 将本实施例制得的涂层刀具H和对照品H1、H2进行连续车削不锈钢(lCrl8Ni9Ti) 的对比实验,对比实验结果如下表所示。
[0110] 表8 :实施例8的本发明涂层刀具H与对照品Hl、H2的对比实验效果
[0111]
[0113] 由上表8可见,在刀具基体相同、切削条件相同的情况下,本发明的涂层刀具在车 削条件下的使用寿命比现有技术下的两种涂层刀片略有提高。
[0114] 实施例9:
[0115] -种本发明的具有含氧化物涂层的涂层刀具,如图1所示,该涂层刀具包括刀具 基体1、沉积于刀具基体1上的Me1XA1X金属层2 (具体为Cr金属层)和沉积于M
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