[发明专利]用于对耐热超合金(HRSA)进行通常车削的涂层切削刀具

说明书

技术领域

本发明涉及一种由硬质合金基体和涂层组成的切削刀片，所述切削刀片对于耐热超合金的通常车削特别有用。与具有减小残余应变等级的厚PVD涂层结合的精细研磨基体大大改进了耐磨性。

背景技术

超合金是一个宽范围，包括镍基、铁基和钴基合金，特别为在高温下要求特殊机械和化学性能的应用而研制。这些合金的典型应用在航空发动机的高电位端和固定式涡轮机中。几乎每个为改进高温性能所进行的冶金学的变化都使得机械加工这些合金更加困难。

随着高温强度增加，合金在切削温度下变得更坚固和更坚硬。这导致在机械加工期间切削力的增加以及对刀刃的磨损的增加。

因为在切屑形成期间，更坚固的材料产生更多的热量，并且因为这些合金的热导率相对低，所以产生很高的切削温度，这也导致了对刀刃磨损的增加。

使问题更糟的是，当对合金进行热处理以修改铸造或溶液处理性能时，经常形成磨料碳化物析出或其它第二相颗粒。这些颗粒也导致了刀刃的快速磨损。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有改进耐磨性的涂层硬质合金，用于在湿环境下对超合金进行通常机械加工。

如今已令人惊奇地发现涂覆使用物理汽相沉积生长的单个(Ti，Al)N层的具有较低Co含量和亚微米晶粒尺寸的C的硬质合金大大改进了湿条件下的在超合金的通常机械加工中的生产率。

附图说明

图1显示了根据本发明的涂层硬质合金基体的断裂面，其中：

1.硬质合金体，以及

2.(Ti，Al)N的单层。

具体实施方式

根据本发明，现在提供了一种由基体和涂层组成的涂层切削刀片。该基体包括WC，5.0-7.0、优选5.5-6.5、最优选5.8-6.2wt％的Co，0.22-0.43、优选0.24-0.33、最优选0.26-0.29wt％(重量百分比)的Cr，具有19-28、优选21-27、优选22.5-26.5kA/m的矫顽力(Hc)。优选地，刀片在涂层以前的刀刃的半径介于15与30μm之间。

该涂层由(Ti_xAl_1-x)N的单层组成，此处x介于0.25与0.50之间，优选介于0.30与0.40之间，最优选介于0.33与0.35之间。(Ti，Al)N层的晶体结构是NaCl型的。涂层的总厚度介于3.0与5.0μm之间，优选介于3.5与4.5μm之间。该厚度是在后刀面的中间测量的。

该涂层在(200)方向中强烈织构化，具有介于1.6与2.1之间的织构系数TC(200)。

织构系数(TC)定义如下：

TC(hkl)=I(hkl)I0(hkl)[1nΣn=1nI(hkl)I0(hkl)]-1]]>

此处

I(hkl)＝(hkl)反射的强度

I₀(hkl)＝根据JCPDS卡片no 38-1420的标准强度

n＝在计算中所使用的反射的数量

所使用的(hkl)反射是：(111)、(200)、(220)。