[发明专利]一种加工蠕墨铸铁用表面织构刀具及其制备方法

说明书

本发明公开了一种加工蠕墨铸铁用表面织构刀具及其制备方法，其中，表面织构刀具包括刀具基体、设置于刀具基体上的表面织构以及覆盖在刀具基体上的耐磨涂层。表面织构用于储存切屑和输送切削液；耐磨涂层至少部分地覆盖在刀具基体的前刀面和后刀面上，耐磨涂层覆盖在表面织构外侧的区域。相比于现有技术，本发明将耐磨涂层与表面织构结合在刀具基体上，通过不同的手段提高刀具的耐热性和耐磨性，延长刀具寿命，从而满足蠕墨铸铁的加工需求。

技术领域

本发明涉及刀具技术领域，特别是涉及一种加工蠕墨铸铁用表面织构刀具及其制备方法。

背景技术

蠕墨铸铁是一种新型材料，其具有优异的材料性能。铸铁内部的含量较高的相包括铁素体、珠光体和石墨，而铸铁可以根据石墨的不同形态分为球墨铸铁、灰铸铁、蠕墨铸铁等。球墨铸铁中的石墨以球形存在，灰铸铁中的石墨以随机取向的薄片形式存在，而蠕墨铸铁中的石墨形态介于球墨铸铁和灰铸铁之间，石墨形态主要为圆形边缘的蠕虫形态。蠕墨铸铁之中的石墨更短、更厚，并相互连接形成网格珊瑚形状，其与基底之中铁素体的连接更加紧密，导致其拥有更加优秀的机械性能。与传统的灰铸铁相比，其拉伸强度是灰铸铁的2-3倍，强度和刚度比灰铸铁强1倍，并且在500℃以下具有良好的高温性能，但是其质量比传统灰铸铁轻一半。由于蠕墨铸铁的优秀的性能，其可广泛应用于发动机缸体、缸盖、排气管、活塞环、制动盘等零件，所制成的发动机具有体积小、强度高、耗能少的特点，在发动机领域具有良好的发展前景。

但是蠕墨铸铁更加优异的性能也会导致其加工性能更差。更高的拉伸强度导致加工之中切削力更高，所需要的加工功率更大；蠕墨铸铁的更高的韧性使其更容易黏刀从而加剧磨损；低导热率导致切削热集中于刀尖部位，使得热磨损加剧。而蠕墨铸铁制造过程之中的步骤会导致其硫元素含量极少，使其表面不易生成润滑膜而加剧磨损；生产过程之中的钛元素会在加工中生成高强度碳化物导致刀具寿命降低。

因此，如何降低加工蠕墨铸铁用刀具的磨损，延长其使用寿命，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种加工蠕墨铸铁用表面织构刀具及其制备方法，用于降低加工蠕墨铸铁用刀具的磨损，延长其使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种加工蠕墨铸铁用表面织构刀具，包括：

刀具基体；

设置于所述刀具基体上的表面织构，所述表面织构用于储存切屑和输送切削液；

覆盖在所述刀具基体上的耐磨涂层，所述耐磨涂层至少部分地覆盖在所述刀具基体的前刀面和后刀面上，所述耐磨涂层覆盖在所述表面织构外侧的区域。

优选地，所述耐磨涂层同时覆盖在所述前刀面和所述后刀面上，所述表面织构包括设置于所述前刀面的前刀面织构和设置于所述后刀面的后刀面织构。

优选地，所述前刀面织构包括设置于所述前刀面的所述耐磨涂层上的疏液基底以及设置于所述疏液基底上的亲液凹槽；所述亲液凹槽为单个梯形凹槽或连续梯形槽，所述连续梯形槽由多个同向连续设置且连通的梯形凹槽组成，所述单个梯形凹槽或所述连续梯形槽较宽的一端指向所述刀具基体的刀尖。

优选地，所述单个梯形凹槽的长度为10～500μm，所述单个梯形凹槽的最大宽度为1～50μm，所述单个梯形凹槽的深度为1～50μm，所述单个梯形凹槽两腰延长线的夹角1～10°。

优选地，所述连续梯形槽长度为20～500μm、深度为1～50μm；所述连续梯形槽中每个所述梯形凹槽两腰延长线的夹角均为1～10°、长度均为10～100μm，所述连续梯形槽中相邻两个所述梯形凹槽的连接处圆弧过渡，所述圆弧过渡处的圆弧半径为2～5μm。