[发明专利]一种涂层及后处理的可转位刀片及其制作方法

说明书

本发明公开了一种涂层及后处理的可转位刀片及其制作方法，可转位刀片包括基体和基体上的涂层；涂层包括涂在余隙面的第一涂层和涂在定位面、倾斜面、间隙面、切削刃、定位孔的第二涂层；第一涂层包括CVD涂层和PVD涂层；第二涂层仅有CVD涂层。本发明，一方面，能够对高进给高速的加工工况起到提高可转位刀片的耐磨性，另一方面，能提高低速非连续加工工况下可转位刀片的韧性。

技术领域

本发明涉及金属的切削成型加工的涂层刀具及其生产方法，特别是涉及一种涂层及后处理的可转位刀片及其制作方法。

背景技术

现代高生产效率的金属切削成型加工需要兼备出色的耐磨性能和抗冲击性能的可靠工具，为了提高切削工具的耐磨性能，现有技术通常是在基体上涂耐磨性涂层，耐磨损涂层一般为多层类型，最常见的包括具有较好耐磨性的TiC(碳化钛)、TiCN(碳氮化钛)、TiN(氮化钛)和Al₂O₃(氧化铝)等，制作涂层时一般是使用CVD(化学气相淀积)的方式向基体(比如烧结碳化物)上沉积不同的层。提升抗冲击方式一般是采用抗冲击强度高的基体或钝化值大的刃口来实现。但是，现有技术的这种涂层切削工具存在着由于涂层具有良好隔热性而使得刀片过快地升温而降低硬度，以及低速和非连续加工工况时容易出现崩刃失效的弊端。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种涂层及后处理的可转位刀片及其制作方法，通过对刀具的基体采用特殊的涂层结构、特殊的PVD的方法降低CVD涂层的拉应力，并再采用喷砂或毛刷抛光的方式进一步降低拉应力，一方面，能够对高进给高速的加工工况起到提高可转位刀片的耐磨性，另一方面，能提高低速非连续加工工况下可转位刀片的韧性。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种涂层及后处理的可转位刀片，包括基体和基体上的涂层；所述基体包括正面、背面和至少一个余隙面，该余隙面与所述的正面及背面相交形成切削刃，所述正面和背面分别包括处于中间位置的定位面和定位面至切削刃之间的倾斜面、间隙面，正面和背面之间至少有一个定位孔；所述涂层包括涂在余隙面的第一涂层和涂在定位面、倾斜面、间隙面、切削刃、定位孔的第二涂层；所述第一涂层包括CVD涂层和PVD涂层；所述CVD涂层处于涂层的次表面及以下，包括选自碳化钛、碳氮化钛、氧化铝、羰基化钛、氮化钛的至少两种层；所述PVD涂层处于外表面，包括选自氮铝化钛、氮硅钛、氮铬铝、氮硼钛、氮化钛、氮化硅、氮化锆的至少一种层；所述第二涂层为CVD涂层，该第二涂层包括选自碳化钛、碳氮化钛、氧化铝、羰基化钛、氮化钛的至少一种层，和处于最表面的氮化钛层。

所述涂层的厚度为5～40um；其中，氧化铝涂层的厚度为1～10um，氮化钛涂层的厚度为0.1～3um，处于外表面的PVD涂层的厚度为0.5～3um。

在基体的表面中，其中，涂层的区域占基体的总表面的100％，涂层表面为PVD涂层的区域占基体的总表面的15％～40％，涂层表面为氮化钛层的区域占基体的总表面的60％～85％。

所述基体为烧结碳化物或陶瓷。

一种涂层及后处理的可转位刀片的制作方法，包括在基体上制作CVD涂层和PVD涂层；基体包括正面、背面和至少一个余隙面，该余隙面与所述的正面及背面相交形成切削刃，所述正面和背面分别包括处于中间位置的定位面和定位面至切削刃之间的倾斜面、间隙面，正面和背面之间至少有一个定位孔；基体上制作涂层时，是通过CVD方法向基体表面沉积下列物质：总厚度为5～40um的硬层体系，该涂层包括选自碳化钛、碳氮化钛、氧化铝、羰基化钛、氮化钛的至少两种层，和1～10um厚的处于涂层次表面的氧化铝层，以及0.1～3um厚的处于涂层表面的氮化钛层；再采用PVD的涂层的方法在除定位孔外的区域涂覆上0.5～3um厚的PVD涂层，PVD涂层为选自氮铝化钛、氮硅钛、氮铬铝、氮硼钛、氮化钛、氮化硅、氮化锆的至少一种层，然后再除去除余隙面外的PVD涂层。