[发明专利]涂层切削刀片

说明书

一种切削工具刀片，其包含硬质合金基底和包含NbN层的涂层，其中硬质合金基底包含11‑12.5重量％的钴、0.2‑1.2重量％的铬和86.3‑88.4重量％的碳化钨。

技术领域

本发明涉及一种包含硬质合金基底的涂层切削刀片。

背景技术

钛基合金的机械加工通常以工具寿命短和金属切除率低为特征。这归因于高温和工具中不利的温度分布。通常使用湿式机械加工以使热量产生最小化，从而提高工具寿命。

一般将钛基合金分成三类合金：α、α+β及β合金。例如Al、V、Sn的合金元素使不同类型的合金稳定并对它们的性能进行改性。

不加涂层的硬质合金切削刀片已常规地用于钛基合金的机械加工。然而，近年来更常使用涂层碳化物基底，其中基底具有较高的钴含量。例如，EP 1307602A1公开了一种含铬的硬质合金基底，其由如下成分组成：10.4-12.7重量百分比(重量％)的钴，0.2-1.2重量％的铬，和另外的钨和碳。该基底具有包括碳氮化钛基层的涂层。

WO 2009/035396A1公开了一种特别是用于钛基合金机械加工的切削工具刀片，其内容通过参考并入本文。该刀片包含硬质合金基底和涂层。所述硬质合金的组成为4-14重量％的Co，最高达5重量％的元素Ti、Ta和/或Nb和/或Cr或其它来自IVB、VB或VB族的元素，余量是WC。所述涂层由一个或多个难熔化合物的层构成，其中至少一层包含结晶的立方NbN。

EP 1722009A1公开了一种切削工具刀片、整体立铣刀或钻，其包含基底和由一个或多个难熔化合物层构成的涂层，所述难熔化合物层中的至少一层包含h-Me1Me2X相，其中Me1是元素V、Cr、Nb和Ta中的一种或多种，Me2是元素Ti、Zr、Hf、Al和Si中的一种或多种，以及X是元素N、C、O或B中的一种或多种。

US 5325747公开了一种涂层切削工具刀片，其包含基底和涂层，所述涂层包含至少一个可能具有残余拉应力的CVD层，以及至少一个具有高残余压应力的层。涂层的最外层优选为具有残余压应力的层。基底为具有硬质难熔晶粒的复合物。该切削工具刀片已被发现特别适用于钛合金和超合金的机械加工。

虽然早先的涂层切削刀片具有令人满意的性能，但是当涉及在机械加工工件期间、特别是在铣削操作中承受机械冲击和热冲击时，仍需提供具有改进的切削性能的切削刀片。

发明内容

发明目的

本发明的目的是提供一种用于通过排屑去除机械加工钛合金的切削工具刀片，其具有改进的切削性能，以使得达到切削工具刀片的预期寿命的增加。

发明概述

根据本发明的一个方面，通过如下的切削工具刀片达到上述目的，所述切削工具刀片包含硬质合金基底和包含NbN层的涂层，其中所述硬质合金基底包含11-12.5重量％的钴(Co)、0.2-1.2重量％的铬(Cr)以及86.3-88.4重量％的碳化钨(WC)，和所述硬质合金基底具有11-19kA/m的矫顽力。因此获得了具有优异切削性能和增加的工具寿命的切削工具。已经发现，具有上述组成的基底与包含NbN层的涂层的组合比先前已知的钛基合金机械加工用切削工具表现更好。

根据本发明的一个实施方式，所述硬质合金基底包含11.5-12.5重量％的Co。在这个范围内的钴含量与包含NbN层的涂层组合的情况下，切削刀片的切削性能会进一步改进。

根据本发明的一个实施方式，所述硬质合金基底包含0.4-1.1重量％的Cr，优选0.7-1.1重量％的Cr。

根据本发明的一个实施方式，所述硬质合金基底具有13-19kA/m、优选13-17.5kA/m的矫顽力。

根据本发明的一个实施方式，所述硬质合金包含0.05-0.20重量％的选自Ti、Nb、Ta及其组合的金属。