[发明专利]一种尖角朝外的超平整叶尖切削涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种尖角朝外的超平整叶尖切削涂层，其特征在于，由硬质陶瓷颗粒（3）与粘结合金层（2）构成；所述硬质陶瓷颗粒（3）离散分布并通过粘结合金结合于叶尖基体（1）的端面上，形成外表面整体平整、硬质陶瓷颗粒棱角尖锐暴露、与叶尖基体（1）端面结合牢固的切削涂层；

其中，硬质陶瓷颗粒（3）朝向叶尖外表面外法线的一侧顶端高度差别低于硬质陶瓷颗粒（3）平均粒径的0.01-0.15倍；尖角朝着叶尖端面外法线方向的硬质陶瓷颗粒的比例占硬质陶瓷颗粒（3）颗粒总数量的0.7-0.9倍；尖角朝外的硬质陶瓷颗粒（3）指颗粒尖角的两条棱边与叶尖端面外法线的角度均介于0-90°之间；

所述尖角朝外的硬质陶瓷颗粒（3）指尺寸为0.01-0.2倍颗粒平均粒径的短棱边与叶尖端面外法线角度介于0-20°之间。

2.根据权利要求1所述的尖角朝外的超平整叶尖切削涂层，其特征在于，硬质陶瓷颗粒（3）为立方氮化硼颗粒或金刚石颗粒；硬质陶瓷颗粒（3）的平均粒径为50~120 μm时，满足切削性能需求；硬质陶瓷颗粒（3）的平均粒径为121 ~350 μm时，满足散热性能需求。

3.根据权利要求1所述的尖角朝外的超平整叶尖切削涂层，其特征在于，粘结合金层（2）选择镍含量大于53.0%，铬含量为6%~28%的镍基合金；或者，选择钛含量大于40%，锆含量为18%~30%，铜含量为10%~25%的钛基合金。

4.权利要求1所述的尖角朝外的超平整叶尖切削涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）制备粘结合金层：对预处理后的叶尖基体表面涂覆粘结合金层，粘结合金层厚度为硬质陶瓷颗粒平均粒径的0.4-0.8倍；

2）撒布硬质颗粒：将硬质陶瓷颗粒撒布在尖角连续的模具中，振动模具使得硬质陶瓷颗粒尖角向下插入模具中；

3）加热重熔：将涂有粘结合金的叶尖基体端面对接在撒布有颗粒的模具上方，并将对接好的叶尖基体和模具固定，透过模具加热，使得粘结合金重新熔化，硬质陶瓷颗粒与粘结合金牢固结合，制得尖角朝外的超平整叶尖切削涂层。

5.根据权利要求4所述的尖角朝外的超平整叶尖切削涂层的制备方法，其特征在于，步骤1）中，涂覆粘结合金层采用等离子喷涂法，喷涂功率为25~55kW，喷涂距离为100~200mm。

6.根据权利要求4所述的尖角朝外的超平整叶尖切削涂层的制备方法，其特征在于，步骤2）中，模具选择与粘结合金和硬质陶瓷颗粒浸润性差的材料；

模具熔点高于粘结合金熔点按开尔文温度计算的1.35倍；

模具有连续分布的凹坑，凹坑形状为尖角朝下的棱锥，凹坑深度为硬质陶瓷颗粒平均粒径的0.2-0.5倍；单个凹坑的单向最小尺寸超过凹坑平均边长0.05倍的面之间的夹角的平均值为凹坑角平均值，单个颗粒的单向最小尺寸超过颗粒平均粒径0.05倍的面之间的夹角的平均值为颗粒尖角平均值，凹坑角平均值为颗粒尖角平均值的0.5-1.5倍。

7.根据权利要求4所述的尖角朝外的超平整叶尖切削涂层的制备方法，其特征在于，步骤3）中，将模具撒有颗粒的一侧向上放置，将叶尖端面的粘结合金层与颗粒对接在一起。

8.根据权利要求4所述的尖角朝外的超平整叶尖切削涂层的制备方法，其特征在于，步骤3）中，加热温度为粘结合金熔点按开尔文温度计算的1.05-1.2倍，同时低于叶尖基体的熔点，且低于的温度为超过叶尖基体与粘结合金熔点之差的0.5倍；加热方式采用感应加热，感应电流为20~65A，加热时间为2~15s。