[发明专利]一种激光辅助电射流沉积软硬复合涂层刀具的制备方法

权利要求书

1.一种激光辅助电射流沉积软硬复合涂层刀具的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)去除刀具表面污垢，备用；

(2)将硬涂层粉末、溶剂、粘结剂混合均匀后制得悬浮液作为硬涂层浆料，然后将硬涂层浆料装入电射流沉积装置，硬涂层浆料在高压电场中形成微米级的稳定射流及纳米级液滴，通过喷头将射流喷射沉积在刀具基体上，得到硬涂层湿膜；

(3)将步骤(2)中沉积了硬涂层湿膜的刀具进行热烘处理，即可得到硬涂层；

(4)采用激光对步骤(3)中刀具上的硬涂层进行辐照处理，以使硬涂层进一步固化，并与刀具基体表面熔凝，完成后对刀具表面进行修整；

(5)将软涂层粉末、溶剂、粘结剂混合均匀后制得悬浮液作为软涂层浆料，重复步骤(2)中的电射流沉积过程，即可在硬质涂层表面沉积一层软涂层湿膜；

(6)将步骤(5)中沉积了软涂层湿膜的刀具进行热烘处理，即可得到软涂层；完成后对刀具表面进行修整，即可；

步骤(1)中，所述去除具表面污垢的方法为：将刀具依次在丙酮和无水乙醇中超声清洗20min；

步骤(2)中，所述硬涂层粉末为硬质合金粉末；所述硬涂层粉末、溶剂、粘结剂的重量份比例为10-30：15-40：1-5；所述硬涂层浆料的流速为2～5×10^-13m³/s；所述喷头与刀具基体的间距为2-5mm；所述喷头的运动速度为10-40mm/s；所述硬质涂层湿膜的沉积厚度为100-200μm；所述喷头为金属材质，其内径为500μm；所述高压电场的电压为0.1-10kV ；

步骤(3)中，所述热烘处理的温度为200℃，时间为2h；

步骤(4)中，所述激光参数为：功率100-200W，光斑直径2-3mm，扫描速度2-4mm/s，搭接率30-50％；

步骤(5)中，所述软涂层粉末包括MoS₂或WS₂；所述软涂层湿膜的厚度为50-100μm；所述软涂层粉末、溶剂、粘结剂的重量份比例为10-30：15-40：1-5；

步骤(2)和(5)中，所述溶剂包括去离子水或乙醇，所述粘结剂包括乙基纤维素或聚乙烯醇；

步骤(6)中，所述热烘处理的温度为200℃，时间为1h。

2.如权利要求1所述的一种激光辅助电射流沉积软硬复合涂层刀具的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述硬涂层粉末为Al₂O₃。

3.如权利要求1所述的一种激光辅助电射流沉积软硬复合涂层刀具的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述硬涂层粉末、溶剂、粘结剂的重量份比例为12:40:1。

4.如权利要求1所述的一种激光辅助电射流沉积软硬复合涂层刀具的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述激光为CO₂激光。

5.如权利要求1所述的一种激光辅助电射流沉积软硬复合涂层刀具的制备方法，其特征在于：步骤(5)中，所述软涂层粉末、溶剂、粘结剂的重量份比例为25:40:1。

6.如权利要求1-5任一项所述的激光辅助电射流沉积软硬复合涂层刀具的制备方法在复合涂层刀具制备中的应用。