一种多层涂层保护型切削刀具及其生产方法

技术领域

本发明涉及切削刀具生产技术领域，具体为一种多层涂层保护型切削刀具及其生产方法。

背景技术

切削刀具是机械制造中用于切削加工的工具。 绝大多数的刀具是机用的，但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料，所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。中国切削刀具制造行业机遇与挑战并存，但是总体来看，行业发展的有利因素占据了主导地位。根据制造业发展的需要，多功能复合刀具、高速高效刀具将成为刀具发展的主流。面对日益增多的难加工材料，刀具行业必须改进刀具材料、研发新的刀具材料和更合理的刀具结构。

目前的切削刀具结构强度不够高，耐磨耐热性能较差，易发生切削损坏现象，严重影响了刀具的使用效果，因此市场需要研制一种新型的多层涂层保护型切削刀具及其生产方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多层涂层保护型切削刀具及其生产方法，以解决上述背景技术中提出的目前的切削刀具结构强度不够高，耐磨耐热性能较差，易发生切削损坏现象，严重影响了刀具的使用效果的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多层涂层保护型切削刀具，包括切削刀主体，所述切削刀主体的内部是由耐磨防护涂层、合金镀层和复合保护层所共同组成，耐磨防护涂层包覆在合金镀层的外表面，复合保护层包覆在合金镀层的内表面，所述耐磨防护涂层的内部分别是由碳化钨涂层、氧化硅涂层和碳硅涂层所共同组成，合金镀层的内部分别是由钛合金镀层、铝合金镀层和耐热合金镀层所共同组成，复合保护层的内部分别是由金刚石保护层、硬质合金保护层和高速钢保护层所共同组成。

优选的，所述切削刀主体的一端安装有固定刀柄，切削刀主体与固定刀柄之间为可拆卸式结构，固定刀柄的内部设置有螺纹固定孔，切削刀主体通过螺纹杆与螺纹固定孔紧密旋接固定。

优选的，所述碳化钨涂层包覆在氧化硅涂层的外表面，碳硅涂层包覆在氧化硅涂层的内表面，碳化钨涂层、氧化硅涂层和碳硅涂层均采用等离子喷涂工艺均匀喷涂在切削刀主体的外表面，耐磨防护涂层的厚度为2mm。

优选的，所述碳化钨涂层内部添加有碳化钛、碳化钽和硅化物，其中碳化钛、碳化钽和硅化物的质量比为4：3：3。

优选的，所述钛合金镀层包覆在铝合金镀层的外表面，耐热合金镀层包覆在铝合金镀层的内表面，该合金镀层的耐热温度在500-600℃，强度为普通合金的2-3倍。

优选的，所述金刚石保护层包覆在硬质合金保护层的外表面，高速钢保护层包覆在硬质合金保护层的内表面，金刚石保护层的内部填充有金刚石颗粒物和合金粉料，硬质合金保护层的内部设置有多种合金混合物。

优选的，所述耐磨防护涂层、合金镀层和复合保护层之间采用热压工艺一体成型。

本发明的另外一个目的在于提供一种多层涂层保护型切削刀具的生产方法，包括以下生产步骤：

S1开料成型，按产品尺寸做开料模具，根据材料、硬度、厚度、大小来选择设备，热处理前采用调直机对板材进行调直；

S2根据刀具结构的特殊性及使用要求,对刀具进行热处理时需先进行调质处理,调质硬度28～32HRC；

S3待半精加工完成后,再进行表面渗氮处理,渗氮层厚度0.4～0.6mm,硬度600～750HV；

S4经热处理后淬火回火工艺增加材质的硬度，从而使刀具具有耐磨性，热处理后应保证刀具不变形,达到设计精度要求；

S5利用高速电机驱动用羊毛轮，配合大青腊对刀面进行镜面磨光，对其表面进行抛光和除蜡处理后，采用砂轮开利口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过采用该工艺对切削刀具进行生产制造，使其具备优异的耐磨和耐热性能，同时具备较高的结构强度和硬度，不会轻易发生磨损现象，提高了刀具的使用效果和使用寿命。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的分解结构示意图；

图3为本发明的切削刀主体内部组成结构示意图；

图4为本发明的耐磨防护涂层内部组成结构示意图；

图5为本发明的合金镀层内部组成结构示意图；

图6为本发明的复合保护层内部组成结构示意图；

图7为本发明的生产方法步骤流程框图。

图中：1、固定刀柄；2、切削刀主体；3、螺纹固定孔；4、螺纹杆；5、耐磨防护涂层；6、合金镀层；7、复合保护层；8、碳化钨涂层；9、氧化硅涂层；10、碳硅涂层；11、钛合金镀层；12、铝合金镀层；13、耐热合金镀层；14、金刚石保护层；15、硬质合金保护层；16、高速钢保护层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1-7，本发明提供的一种实施例：一种多层涂层保护型切削刀具，包括切削刀主体2，切削刀主体2的内部是由耐磨防护涂层5、合金镀层6和复合保护层7所共同组成，耐磨防护涂层5包覆在合金镀层6的外表面，复合保护层7包覆在合金镀层6的内表面，耐磨防护涂层5的内部分别是由碳化钨涂层8、氧化硅涂层9和碳硅涂层10所共同组成，合金镀层6的内部分别是由钛合金镀层11、铝合金镀层12和耐热合金镀层13所共同组成，复合保护层7的内部分别是由金刚石保护层14、硬质合金保护层15和高速钢保护层16所共同组成。

进一步，切削刀主体2的一端安装有固定刀柄1，切削刀主体2与固定刀柄1之间为可拆卸式结构，固定刀柄1的内部设置有螺纹固定孔3，切削刀主体2通过螺纹杆4与螺纹固定孔3紧密旋接固定。

进一步，碳化钨涂层8包覆在氧化硅涂层9的外表面，碳硅涂层10包覆在氧化硅涂层9的内表面，碳化钨涂层8、氧化硅涂层9和碳硅涂层10均采用等离子喷涂工艺均匀喷涂在切削刀主体2的外表面，耐磨防护涂层5的厚度为2mm。

进一步，碳化钨涂层8内部添加有碳化钛、碳化钽和硅化物，其中碳化钛、碳化钽和硅化物的质量比为4：3：3。

进一步，钛合金镀层11包覆在铝合金镀层12的外表面，耐热合金镀层13包覆在铝合金镀层12的内表面，该合金镀层6的耐热温度在500-600℃，强度为普通合金的2-3倍。

进一步，金刚石保护层14包覆在硬质合金保护层15的外表面，高速钢保护层16包覆在硬质合金保护层15的内表面，金刚石保护层14的内部填充有金刚石颗粒物和合金粉料，硬质合金保护层15的内部设置有多种合金混合物。

进一步，耐磨防护涂层5、合金镀层6和复合保护层7之间采用热压工艺一体成型。

进一步，本发明的另外一个目的在于提供一种多层涂层保护型切削刀具的生产方法，包括以下生产步骤：S1开料成型，按产品尺寸做开料模具，根据材料、硬度、厚度、大小来选择设备，热处理前采用调直机对板材进行调直；S2根据刀具结构的特殊性及使用要求,对刀具进行热处理时需先进行调质处理,调质硬度28～32HRC；S3待半精加工完成后,再进行表面渗氮处理,渗氮层厚度0.4～0.6mm,硬度600～750HV；S4经热处理后淬火回火工艺增加材质的硬度，从而使刀具具有耐磨性，热处理后应保证刀具不变形,达到设计精度要求；S5利用高速电机驱动用羊毛轮，配合大青腊对刀面进行镜面磨光，对其表面进行抛光和除蜡处理后，采用砂轮开利口。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。