29]图1中，1-刀体，2-基础层，3-复合涂层，4-锡层，5_碳氮化钛层，6—中间层，7 —氧化铝层，8—最外层。
【具体实施方式】
[0030]针对上述问题，本发明的目的是提供复合涂层刀具及其制造方法，在刀体上设置有基础物质和复合涂层，复合涂层从里到外依次为锡层、碳氮化钛层、中间层、氧化铝层、最外层，采用CVD(化学气相沉积法)制造涂层刀具。
[0031 ]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案
如图1所示，复合涂层刀具，其包括，刀体I，基础物质2，复合涂层3，复合涂层3包括锡层4，碳氮化钛层5，中间层6，氧化铝层7，最外层8。
[0032]在刀体I上设置有基础物质2和复合涂层3，复合涂层从里到外依次为锡层4、碳氮化钛层5、中间层6、氧化铝层7、最外层8。
[0033]复合涂层刀具的制备方法，先对刀具基体进行超声清洗，并对刀具基体进行辉光放电清洗和离子清洗，加入基础物质2，使刀具基体和基础物质2结合，然后进行镀膜。
[0034]具体工艺步骤如下:
(I)基础物质2为金属碳化物硬质合金，使用金属粉、碳粉等加入适当比例的无机物质粉末，如氮化碳、氮化物和氧化物混合后成型到预定的工具形状，使用公开已知的成型方法，如冲压成型、铸造、挤压成型、冷等静压机成型，基本物质2由上面提到的成型物质在真空或非氧化气氛中煅烧，并对尖端表面进行抛光和珩磨。
[0035](2)锡层4镀膜阶段，使用电镀、浸镀及化学镀等方法在处理好的基础物质上镀一层平均厚度为0.3-0.7微米的锡层4。
[0036](3)碳氮化钛层5镀膜阶段，碳氮化钛层5使用化学气相沉积法制成，四氯化钛(TiC14)气体比例为0.5-10%，混合气体为氢气(H2)气体和氮(N2)，反应室的内部温度为700-1300°C，内部压强为8-50kPa。
[0037]碳氮化钛层5的下部形成温度在780-880°(3，压强为8-131^&，通入比例为0.1-0.4%的乙腈(CH3 CN)气体。
[0038]HT-TiCN层构成碳氮化钛层5的上部，HT-TiCN层的特定的成膜条件为四氯化钛(TiC14)气体2.5-4%，氮气体(吧)和甲烷(014)气体为5-20%，混合气体为氢气(!12)气体，弓丨入反应室，反应室的温度为900-1050°C，压强为10-20kPa，成膜时间20_60min。
[0039](4)中间层6镀膜阶段，使用化学沉积法沉积中间层6，特定的成膜条件，往反应室内通入1-5%的四氯化钛(TiC14)气体，10-30%的氮气体(N2)和甲烷(CH4)气体，并调整氢气(H2)和二氧化碳(C02)的混合气体比例为0-20%，反应室温度为900-1200°C，内部压强为3-6kPa，成膜时间为20-60min。
[0040](5)氧化铝层7镀膜阶段，使用化学沉积法沉积氧化铝层7，特定的成膜条件，通入反应室的气体成分为氯化铝(A1C13)气体0.5-5.0%，二氧化碳(C02)气体和氢氯(HCl)气体
0.5-5.0%，硫化氢(H2S)气体0.0-0.5%，反应室的内部温度为950-1100°C，内部压强为5-1 OkPa，使用的混合气体为氢气(H2)气体。
[0041](6)最外层8镀膜阶段，使用化学沉积法沉积最外层8，特定的成膜条件，往反应室内通入四氯化钛(TiC14)气体，四氯化钛(TiC14)气体含量为0-60%，更合适的气体比例为
0.1到10%，氢气(H2)气体，氮气体(N2)气体作为混合气体，反应室的内部内部温度为960-1100°C，内部压强为 10-85kPa。
[0042]所述复合涂层3的制备方法为化学气相沉积法(CVD)。
[0043]所述锡层4的厚度是0.4-0.5微米。
[0044]所述中间层6的厚度为0.03-0.08微米。
[0045]所述氧化铝层7的厚度为0.3-0.7微米。
[0046]所述最外层8的厚度为0.01-0.1微米。
[0047]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.复合涂层刀具，其包括，刀体(I)，基础物质(2)，复合涂层(3)，其特征在于，在刀体(I)上设置有基础物质(2)和复合涂层(3);复合涂层(3)包括，锡层(4)，碳氮化钛层(5)，中间层(6)，氧化铝层(7)，最外层(8)，复合涂层从里到外依次为锡层(4)、碳氮化钛层(5)、中间层(6)、氧化铝层(7)、最外层(8)，所述复合涂层(3)采用电镀、浸镀及化学气相沉积法(CVD)将锡层(4)、碳氮化钛层(5)、中间层(6)、氧化铝层(7)、最外层(8)以次设置到基础物质(2)上。2.根据权利要求1所述的复合涂层刀具，其特征在于，所述基础物质(2)为金属碳化物硬质合金，使用金属粉、碳粉加入10:1比例的无机物质粉末制成工具形状，并对工作表面进行抛光和珩磨。3.根据权利要求1所述的复合涂层刀具，其特征在于，所述锡层(4)的厚度是0.4-0.5微米;所述中间层(6)的厚度为0.03-0.08微米;所述氧化铝层(7)的厚度为0.3-0.7微米;所述最外层(8)的厚度为0.01-0.1微米。4.根据权利要求1所述的复合涂层刀具的制造方法，其特征在于，所述复合涂层刀具的制备方法，包括以下步骤: 步骤一:对刀具基体进行超声清洗，并对刀具基体进行辉光放电清洗和离子清洗，加入基础物质(2)，使刀体(I)和基础物质(2)固定结合，然后进行镀膜； 步骤二:锡层(4)镀膜阶段，使用电镀，或者浸镀，或者化学镀方法在基础物质(2)上镀一层平均厚度为0.3-0.7微米的锡层(4); 步骤三:碳氮化钛层(5)镀膜阶段，碳氮化钛层(5)使用化学气相沉积法制成，四氯化钛(TiC14)气体比例为0.5-10%，混合气体为氢气(H2)气体和氮(N2)，反应室的内部温度为700-1300°C，内部压强为8-50kPa ； 碳氮化钛层(5 )的下部形成温度在780-880°C，压强为8-13kPa，通入比例为0.1-0.4%的乙腈(CH3 CN)气体； HT-T i CN层构成碳氮化钛层(5 )的上部，HT -T i CN层的特定的成膜条件为四氯化钛(TiC14)气体2.5-4%，氮气体(吧)和甲烷(014)气体为5-20%，混合气体为氢气(!12)气体，弓丨入反应室，反应室的温度为900 - 1050°C，压强为10-20kPa，成膜时间20到60min; 步骤四:中间层(6)镀膜阶段，使用化学沉积法沉积中间层(6)，特定的成膜条件，往反应室内通入1-5%的四氯化钛(TiC14)气体，10-30%的氮气体(N2)和甲烷(CH4)气体，并调整氢气(H2)和二氧化碳(C02)的混合气体比例为O到20%，反应室温度为900-1200°C，内部压强为3-6kPa，成膜时间为20-60min ； 步骤五:氧化铝层(7)镀膜阶段，使用化学沉积法沉积氧化铝层(7)，特定的成膜条件，通入反应室的气体成分为氯化铝(A1C13)气体0.5-5.0%，二氧化碳(C02)气体和氢氯(HCl)气体0.5-5.0%，硫化氢(!123)气体0.0-0.5%，反应室的内部温度为950-1100°C，内部压强为5-1 OkPa，使用的混合气体为氢气(H2)气体； 步骤六:最外层(8)镀膜阶段，使用化学沉积法沉积最外层(8)，特定的成膜条件，往反应室内通入四氯化钛(TiC14)气体，四氯化钛(TiC14)气体含量为0-60%，更合适的气体比例为0.1到10%，氢气(H2)气体，氮气体(N2)气体作为混合气体，反应室的内部内部温度为960-1100°C，内部压强为 10-85kPa。
【专利摘要】本发明涉及超硬材料领域，具体为复合涂层刀具及其制造方法。本发明在刀刃上设置有基础物质和复合涂层，复合涂层从里到外依次为锡层、碳氮化钛层、中间层、氧化铝层、最外层，采用CVD(化学气相沉积法)制造涂层刀具。本发明与单涂层相比，使得涂层与基体之间具有更高的结合强度，能够有效减小切削摩擦，降低切削力和切削温度，减小刀具磨损，抑制热裂纹的产生，有效防止涂料层片状剥落；涂层刀具较好地解决了刀具强度和韧性之间的矛盾，大大提高了刀具的耐用度和切削速度。
【IPC分类】C23C28/00, C23C16/40, C23C16/36, B23B27/00
【公开号】CN105506622
【申请号】CN201510914533
【发明人】连新兰, 毛宝占
【申请人】河南广度超硬材料有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月13日