[发明专利]用于切断、切槽和车螺纹的硬质合金刀片

说明书

技术领域

本发明涉及一种带涂层的切削刀具刀片，特别适用于在湿润条件下对钢、不锈钢和超耐热合金(HRSA)进行切断、切槽和车螺纹。多层的PVD涂层极大地提高了后刀面的耐磨性，且高铬的细晶粒基底提供了良好的抗塑性变形性。

背景技术

用于对较大不同的加工材料(如钢、不锈钢和HRSA)进行切断、切槽和车螺纹的带涂层的切削刀具刀片必须具有以下特征：

1.较高的抵抗塑性变形性，这是因为切削工艺在刀片的切削刃处产生很高的温度，尤其是在车螺纹时的刀尖区域处产生很高的温度。

2.良好的抵抗磨蚀磨损性，以便避免很快生长后刀面磨损。

3.良好的抵抗粘附磨损性，以及基底和涂层之间很好的附着性。尤其是不锈钢的碎屑非常易于被焊接到刀片的表面上。

4.良好的刀刃线韧度，以便避免破损或碎裂。

5.良好的体积韧度，以便避免体积破裂，尤其是在切断到中间时的破裂。

美国专利US6,261,673公开了一种带涂层的硬质合金刀片，其适用于钢制部件的切槽或切断，例如钢或不锈钢管或杆。这种刀片的特征在于，WC-Co基的硬质合金基底和相对较薄的涂层，其中WC-Co基的硬质合金基底具有高W合金的Co粘结相，而相对较薄的涂层包括具有柱状晶粒的TiC_xN_yO_z的内层，接着是细晶粒k-Al₂O₃层，以及TiN的顶层。

美国专利US6,342,291公开了一种有用于对钢制部件进行切槽或切断的带涂层的切削刀具，例如对钢或不锈钢管或杆的切槽和切断。这种刀片的特征在于，WC-Co基的硬质合金基底和坚硬耐磨的涂层，其中WC-Co基的硬质合金基底具有高W合金的Co粘结相，而坚硬耐磨的涂层包括具有重复变化的Ti/Al比率的(Ti_xAl_1-y)N组分的子层的多层结构。

EP-A-1798310公开了一种用于对包括基底和涂层的超耐热合金和不锈钢进行切断和切槽的切削刀片。基底包括5-7wt-％的Co、0.15-0.60wt-％的TaC、0.10-0.50wt-％的NbC、和余量的WC。涂层由均匀Al_xTi_1-xN层组成，其中x＝0.6-0.8，且厚度为1-3.8μm。

发明内容

本发明的目的是提供一种切削刀具刀片，适用于在湿润条件下对钢、不锈钢和HRSA进行切断、切槽和车螺纹。

本发明的另一目的是提供一种切削刀具刀片，其具有提高的抵抗塑性变形性和耐磨性。

本发明的又一目的是提供一种切削刀具，其中在损害降低的刀刃线韧度的情况下，没有获得提高的抵抗塑性变形性。

现已发现，多层(Ti，Al)N的PVD涂层与高铬的细晶粒基底的结合提供了在湿润条件下对钢、不锈钢和HRSA进行切断、切槽和车螺纹时良好的抗塑性变形性、良好的耐磨性以及足够的刀刃线韧度。

因而，本发明涉及一种带涂层的切削刀具刀片，其包括硬质合金基底和涂层。硬质合金基底包括，优选地由以下组成：WC，7.5-10.5wt-％的Co，优选为8.0-10.0wt-％的Co，最优选为8.5-9.5wt-％的Co，以及0.7-1.1wt-％的Cr，优选为0.8-1.0％wt-％的Cr。硬质合金还包含100-300ppm的Ti、优选为150-275ppm的Ti、最优选为200-260ppm的Ti。在另一实施方式中，Ti的一部分用Ta取代，并且Ti/Ta的重量比≥0.8，优选为≤1.7，最优选为1.2-1.5。

粘结相与W和Cr合金化，这影响粘结的磁性性能，并由此关系到CW_Cr比率值，CW_Cr比率定义如下：

CW_Cr＝(magnetic-％Co+1.13＊wt-％Cr)/wt-％Co

其中magnetic-％Co是磁性Co的重量百分比，wt-％Cr是Cr在硬质合金中的重量百分比，而wt-％Co是Co在硬质合金中的重量百分比。

已经发现，当硬质合金具有0.77-0.97的CW_Cr比率，优选为0.80-0.94，最优选为0.82-0.92，以及21-27kA/m的矫顽性，优选为22-26kA/m时，实现提高的切削性能。