[发明专利]一种干切削刀具及其制备方法

摘要

本发明公开一种干切削刀具，该刀具表面设置有软涂层的纳米级凹槽，刀具表面设置有复合涂层，该复合涂层从内到外依次包括TiN、Al₂O₃、TiCN、cBN，及MoS₂‑Ti。本发明还公开了干切削刀具的制备方法，包括对基体进行预处理，对于化学气相沉积的反应室进行预处理；依次沉积TiN涂层、Al₂O₃涂层、TiCN涂层、cBN涂层、采用激光在刀具前刀面加工出纳米凹槽；及沉积MoS₂‑Ti软涂层。本发明采用多元复合涂层的干切削刀具，增强了涂层与基体的结合强度，提高了刀具涂层的强度、硬度、韧性、抗氧化、耐高温和耐磨损等性能，拓宽了涂层刀具在干切削加工中的应用。

主权项

1.一种干切削刀具，该刀具设置有软涂层的纳米级凹槽，刀具表面设置有复合涂层，其特征在于：该复合涂层从内到外依次包括TiN、Al2O3、TiCN、cBN，及MoS2‑Ti，所述TiN涂层的厚度为5～10μm，所述Al2O3涂层的厚度为10～20μm，所述TiCN涂层的厚度为5～10μm，所述cBN涂层的厚度为5～15μm，所述MoS2‑Ti涂层的厚度为10～15μm，所述TiN、Al2O3、TiCN及cBN涂层采用化学气相沉积制得，所述MoS2‑Ti涂层采用物理气相沉积制得；所述TiN涂层采用N2作为氮源反应气体，采用TiCl4作为钛源反应材料，采用H2作为载气和稀释气体；所述TiCN涂层采用N2作为氮源反应气体，采用TiCl4作为钛源反应材料，采用CH3CN作为碳源反应气体，采用H2作为载气和稀释气体；所述Al2O3涂层采用AlCl3作为铝源反应气体，采用CO2和H2O作为氧化气体，载气为H2，并增加催化气体PCl3；cBN涂层采用N2和NH3作为氮源反应气体，采用BF3作为硼源反应气体，采用H2作为载气和稀释气体；MoS2‑Ti涂层采用物理气相沉积中的磁控溅射离子镀的方法，采用Ti靶和两个MoS2靶制得；干切削刀具的前刀面设置有纳米级凹槽，所述凹槽的截面为三角形，三角形的第一边的方向沿着前刀面，第二边的方向垂直于前刀面，第三边的方向与前刀面有一夹角。