[发明专利]一种立方氮化硼刀具及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及切削加工的刀具领域，尤其涉及一种切削加工的立方氮化硼刀具及其制造方法。

背景技术

在对工件进行加工时，而刀具和工件的接触就是刀具的切削刃与工件之间的接触，通过切削刃快速切削需要加工的部件，由于切削速度快且切削的工件越来越硬，导致切削刃在切削中不断产生更高的磨损和更高的温度，而立方氮化硼在刀具中的应用越来越广泛，由于切削过程中，在刀具的前倾面上不断受到形成的金属屑的磨损而造成月牙洼磨损，已加工的工件也将沿刀具的后刀面滑移造成侧面磨损，同时刀刃在前情面上达到很高的温度，将导致扩散形磨损，而后刀面上温度显著减低，呈现磨蚀性磨损；由此可见，立方氮化硼刀具的可靠性和寿命需要更高的提高和要求。

现有技术中，通常在立方氮化硼刀具的表面沉积涂层，由此可有效提高可靠性，现有的立方氮化硼刀具涂覆有PVD或CVD涂层，可选的涂层有Ti(C，N)、TiN、(Ti，Al)N等等，在两种涂层中，PVD涂层具有更好的精细度和应力，能较好的承载负载，但PVD必须很薄，这是由于较厚的PVD将容易导致剥落、破裂和崩刃，在剥落之前能够在刀具上沉积的最大涂层厚度主要取决于切削刃的半径，切削刃过于锋利将导致容易发生剥落和崩刃，而CVD虽然能很好的解决涂层厚度的问题，但由于CVD涂层相对存在较为粗糙和难于引入应力的问题，由此，在很多情况下，需要同时结合PVD和CVD的优点，既需要沉积较厚的涂层，同时也需要更好的精细度和应力引入，以提供更好的耐磨性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种立方氮化硼刀具，该刀具结构简单，在刀具上的涂层不易脱落和碎裂，可满足厚度和耐磨性的需求，同时增加刀具的寿命。

为实现上述目的，本发明公开了一种立方氮化硼刀具，包括本体和涂层，本体的材质为立方氮化硼，涂层均匀的涂覆在本体的外周围，整个涂层的厚度为10-20μm，其特征在于：

该涂层包含有至少两层第一涂层3和至少一层第二涂层4；

第一涂层3为金属涂层，该金属涂层为从Ti、Mo、Cr、Nb、Ta和Zr中任选一种或几种进行组合的金属涂层，该第一涂层的厚度为300-500nm；

第二涂层4为非金属涂层，该非金属涂层为碳纤维或超硬陶瓷，该第二涂层的厚度为10-20μm。

其中，该多个第一涂层的材质相同。

其中，该多个第一涂层为Ti涂层或者Zr涂层。

其中，该多个第一涂层为Ti_0.46Mo_0.54涂层或者Nb_0.30Zr_0.70涂层。

其中，每个第一涂层的厚度为300-500nm。

其中，该多个第一涂层的材质不同。

其中，每个第一涂层的厚度为300-500nm。

还公开了一种制造上述立方氮化硼刀具的方法，包括以下步骤：

步骤一：制造基体；

步骤二：在基体上通过PVD沉积第一涂层，重复该步骤直到至少两个第一涂层沉积结束；

步骤三：在第一涂层上沉积第二涂层，通过CVD进行沉积。

通过上述结构，本发明的立方氮化硼刀具在刀具的本体上涂有多层涂层，通过两种涂层的结合，在多个第一涂层中通过多次PVD技术的沉积，能充分利PVD涂层的精细度和应力引入，同时也能利用CVD技术进行第二涂层的沉积，以提高整个涂层的厚度，从而避免了涂层脱落、碎裂的可能，增加了刀具的寿命，同时也改进了刀具的抗磨损性。

本发明将通过下面的具体实施例进行进一步的详细描述，且进一步结合对附图的说明将得到更加清楚和明显的了解。

附图说明

图1显示了本发明的立方氮化硼刀具的示意图。

图2显示了本发明的立方氮化硼刀具的部分放大剖视图。

具体实施方式

参见图1，显示了本发明的立方氮化硼刀具1的示意图，该立方氮化硼刀具1包括本体2和涂层，本体2的材质为立方氮化硼，涂层均匀的涂覆在本体2的外周围，优选的是整个涂层的厚度为10-20μm，更优选的是涂层的厚度为15-18μm，这种较厚的涂层一方面能有效保护立方氮化硼刀具1的本体不同表面，包括位于前倾面的切削刃，也包括可能与工件接触的后表面，且能避免涂层脱落、碎裂的可能。