[实用新型]切削刀具

说明书

本实用新型提供一种切削刀具。该切削刀具包括切削刃和形成在切削刃上的涂层。该切削刃包括前刀面，后刀面和连接于前刀面和后刀面之间的刃口。该刃口包括一不被上述涂层覆盖的裸露部分。该涂层包括厚度渐变部分。该厚度渐变部分越靠近该裸露部分的厚度越薄，越远离该裸露部分的厚度越厚，该厚度渐变部分满足Tmin/Tmax≤0.58，其中，Tmin为涂层厚度渐变部分中涂层厚度较薄一端最薄处的厚度，Tmax为涂层厚度渐变部分中涂层厚度较厚一端最厚处的厚度。该裸露部分的宽度W＝k*Tmax，0.2≤k≤20。

技术领域

本实用新型涉及机械精加工领域，尤其涉及一种可以实现超精加工的切削刀具。

背景技术

随着科学技术的不断发展，对各类工件的精度加工需求越来越高。例如，金属切削加工已经从普通的粗、精加工逐渐发展至超精加工、纳米级加工阶段。金属工件表面的切削加工甚至也期望能够不需经后续抛光处理，直接就达到镜面效果的要求。

以往，对于加工精度和表面粗糙度要求比较低的金属工件的切削，也可以采用无涂层的裸刀具进行加工。但是，对于高光洁度、切削表面高亮度，或者超精加工要求时，则必须采用硬质涂层保护的刀具进行加工。因为用无涂层裸刀具加工金属材料，刀具刃口容易粘屑，在快速铣削时，刃口会快速磨损，从而使切削出的金属表面发雾发蒙，不光亮，甚至产生横纹，所以无涂层裸刀具完全无法在金属的高精切削加工中应用。

硬质涂层具备高硬、抗氧化、耐磨损等特性，在刀具、模具及机械耐磨零件上有着广泛的应用，可有效解决刀具的性能及寿命需求。但是现有技术中使用涂层保护的切削刀具，也往往具有如下缺陷：刀具刃口涂层表面光洁度低及一致性较差，刃口处有液滴、凹坑、锯齿等缺陷；在切削加工过程中刃口涂层往往有微米及以上的大小的碎崩膜，易导致粘屑。在实际对各种涂层刀具的试用中发现，现有的各种涂层刀具良率较低，性能随机性大，上机良率低，还无法被大量应用。

针对这一难题，国内外许多企业、研究机构也一直在展开对涂层工艺的优化和改善，主要方向是以下两个方面：

一、针对溅射沉积工艺，其主要缺陷是沉积粒子能量低导致涂层与基底、涂层晶粒与晶粒的结合强度低，导致其难以避免刃口碎崩膜、切削加工时粘屑的现象。于是改进的方向为采用高能脉冲溅射，高能脉冲溅射在粒子结合强度方面有所改善，但随之会带来新的问题，炉腔落灰严重以及点状颗粒出现在涂层表面导致表面光洁度变差，同时涂层的内应力也增大，刃口出现涂层碎崩。目前，在应用上还未有合适的涂层工艺来解决上述问题。

二、针对阴极电弧沉积工艺，其主要问题是液滴导致的表面光洁度差，以及由于膜层应力大在切削时会导致局部碎崩膜。于是改善的方向为降低液滴和应力，其方法有工艺上调整弧流及弧斑速度、磁过滤、涂层时间等减少液滴以及降低应力，以及增加涂层后抛光处理减少刃口液滴。这种方案对液滴以及应力导致的碎崩膜有所改善，但均仍存在较大的上机良率及寿命问题，没有显著的效果，所以液滴和应力导致的碎崩膜问题仍旧存在极大的改善空间。

另外，为解决上述涂层中的液滴对加工产品表面的影响，改善涂层刀具的加工效果，业界在近十几年也探索了各种方法对刀具涂层进行后处理。

例如：日本专利，专利号2105396，专利号2825693揭露了对刃口处涂层进行机械抛光的方法。

例如：中国实用新型专利200210082479.9揭露了一种通过对形成有涂层的刀刃的前刀面进行喷丸操作，实现对涂层进行钝化的方法。

例如：中国实用新型专利申请公开申请号201910133238.4揭露了另一种刀具涂层钝化处理方法。该方法是选用160-1000#的核桃砂，转速10-80r/min进行时长在10-15min的涂层钝化。

例如：中国实用新型专利申请公开申请号201711443229.2也揭露了使用拖曳式抛光钝化机对涂层部位进行正转30min，反转30min抛光的方式去除涂层颗粒的方法。