[发明专利]一种高耐磨的硬质合金及其涂层

说明书

本发明涉及硬质合金技术领域，具体涉及一种高耐磨的硬质合金及其涂层，其表面镀覆有涂层，该涂层包含双层结构，由结合层和表面层构成，所述结合层为AlCrVM₁N涂层，所述表面层为AlCrYN涂层；通过涂层和硬质合金基体的配合，极大的提升材料整体的耐磨损性能，同时保持良好的硬度和抗氧化性能，提升了硬质合金的使用寿命，降低了成本。

技术领域

本发明涉及硬质合金技术领域，具体涉及一种高耐磨的硬质合金及其涂层。

背景技术

硬质合金是由硬质难熔金属碳化物相和粘结金属相组成的烧结材料，具有高硬度、高强度、高弹性模量高、耐磨耐腐蚀性好等特点，广泛应用于各种切削工具、矿用工具和耐磨耐蚀零部件等。

一般在硬质合金表面镀覆涂层，硬质合金的涂层具有高耐磨性、优异抗氧化性，提高了硬质合金的综合性能，改善了加工质量并降低了加工成本。AlCrN涂层具有优异的抗高温氧化性和较好的韧性，是切削刀具常用的涂层材料。

但随着切削工具、矿用工具等的发展，对现有的AlCrN涂层提出的更高的要求，如提高加工精度、延长刀具使用寿命、降低加工成本等。

比如专利CN 107130221 A公开了一种硬质合金多层梯度稀土复合涂层，包括：硬质合金为基体材料，含有TiCrN，TiAlN，TiBN和TiSiN涂层，以及稀土涂层，所述涂层呈多层梯度复合涂层，其中，稀土涂层涂于硬质合金表面以及TiCrN，TiAlN TiBN和TiSiN涂层之间。所述涂层从内到外次序为TiCrN、TiAlN，TiBN和TiSiN，所述TiCrN、TiAlN、TiBN和TiSiN涂层的厚度分别为3-5μm、6-12μm、7-15μm、10-30μm，所述TiCrN:TiA1N:TiBN:TiSiN涂层的质量比为0.5-1.0:1.0-1.5:1.5-3.0:2.0-5.0。

然而该方案中涂层繁多，各涂层之间的结合多少存在一定问题，整体结构复杂，不适于推广使用。

而且，现有的改性方法上仅关注在涂层上面，忽视了和硬质合金基体之间的配合。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种高耐磨的硬质合金用涂层，该涂层包含双层结构，由结合层和表面层构成，所述结合层为AlCrVM₁N涂层，所述表面层为AlCrYN涂层。

所述的M₁为镧系金属元素，包括La、Ce、Pr、Nd中的一种或多种。

其中，AlCrVM₁N涂层和AlCrYN涂层厚度分别为0.5-3μm，优选1-2μm；

AlCrVM₁N涂层中，Al:Cr:V:M₁的原子比例为3-6:2-4:1-2:1；

AlCrYN涂层中，Al:Cr:Y的原子比例为4-6:3-5:1。

所述结合层镀覆在硬质合金表面。

进一步的，本发明提供了一种硬质合金，该硬质合金为WC-Co-M₂硬质合金。

所述的M₂为镧系金属元素，包括La、Ce、Pr、Nd中的一种或多种。

所述硬质合金中，WC-Co-M₂的质量比例为84-96:2-6:2-10。

所述硬质合金的制备方法包括如下步骤：

(1)硬质合金表面清洗，硬质合金使用丙酮浸泡后超声清洗，然后进行离子刻蚀；

(2)维持离子镀设备内部温度在400-500℃，通入氮气，依次开启AlCrVM₁N靶和AlCrYN靶，将涂层镀覆到硬质合金表面；