[发明专利]一种硬质合金表面处理方法及应用

权利要求书

1.一种硬质合金表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

对硬质合金进行表面渗碳处理或表面渗氮处理，再在所述硬质合金的表面依次沉积CrN过渡层和AlTiN表面功能层，得到产品；

其中，经表面渗碳处理或表面渗氮处理得到的硬质合金包括芯部和表面贫Co层，所述表面贫Co层中Co的质量分数为芯部Co的质量分数的25％～66.6％；

所述CrN过渡层沉积于所述硬质合金的表面，所述AlTiN表面功能层沉积于所述CrN过渡层的表面。

2.根据权利要求1所述的硬质合金表面处理方法，其特征在于，所述表面贫Co层的厚度为0.01mm～1mm；

所述CrN过渡层的厚度为0.5μm～2μm；

所述AlTiN表面功能层的厚度为2μm～8μm。

3.根据权利要求1所述的硬质合金表面处理方法，其特征在于，所述CrN过渡层中Cr的原子百分比为35at％～70at％，N的原子百分比为30at％～65at％；

所述AlTiN表面功能层中Al的原子百分比为20at％～45at％，Ti的原子百分比为15at％～40at％，N的原子百分比为30at％～65at％。

4.根据权利要求1所述的硬质合金表面处理方法，其特征在于，所述硬质合金为WC-Co硬质合金、WC-Ti-Co硬质合金或WC-Ti-Ta-Co硬质合金。

5.根据权利要求1所述的硬质合金表面处理方法，其特征在于，所述表面渗碳处理的条件具体为：

将所述硬质合金置于氢气气氛炉中，加热至800℃～900℃预烧结0.5h，再加热至1300℃～1320℃保温0.5h～1.5h进行渗碳处理，所述渗碳的碳源为乙炔，所述氢气与所述乙炔通入的流量比为100:2～100:10；

所述表面渗氮处理的条件具体为：

将所述硬质合金置于真空烧结炉中，所述真空烧结炉抽真空至10Pa以下，加热至350℃～380℃保温1.5h～3h，再通入氮气，加热至1440℃～1450℃保温1.2～1.8h进行渗氮处理。

6.根据权利要求1所述的硬质合金表面处理方法，其特征在于，沉积CrN过渡层的条件具体为：

以金属Cr为靶材，真空室温度为300～450℃，通入氮气的流速为200sccm～450sccm，真空室腔压为0.6Pa～3.0Pa，基体负偏压为-70～-180V，电弧电源输出电流为70A～120A，沉积时间为10min～50min。

7.根据权利要求1所述的硬质合金表面处理方法，其特征在于，沉积AlTiN表面功能层的条件具体为：

以AlTi为靶材，真空室温度为300～450℃，通入氮气的流速为250sccm～500sccm，真空室腔压为1.0Pa～3.0Pa，基体负偏压为-100～-180V，电弧电源输出电流为80A～150A，沉积时间为40min～120min。

8.根据权利要求1所述的硬质合金表面处理方法，其特征在于，表面渗碳处理或表面渗氮处理之后，沉积CrN过渡层之前，还包括：辉光清洗；

所述辉光清洗具体包括：将真空室升温至300～450℃，对所述真空室抽真空至2.0*10^-3～8.0*10^-3Pa，向所述真空室通入150sccm～450sccm的氩气调节工作偏压至-600～-1100V，对所述硬质合金表面进行辉光清洗20min～50min。

9.根据权利要求1所述的硬质合金表面处理方法，其特征在于，沉积AlTiN表面功能层之后，得到产品之前，还包括：

向真空室通入氮气进行冷却。

10.权利要求1至9任意一项所述硬质合金表面处理方法得到的产品在切削工具中的应用。