一種提高TiCrN多元多層復(fù)合涂層硬質(zhì)合金的硬度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及硬質(zhì)合金刀具的加工處理方法，具體而言涉及TiCrN多元多層復(fù)合涂層刀具的加工處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代機(jī)械加工正在朝著高精度、高效率、柔性化和自動(dòng)化的方向快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、難加工材料的使用日益增多，材料力學(xué)性能不斷提高，對(duì)刀具材料綜合性能的要求也大幅提高，傳統(tǒng)的未涂層刀具常常不能適應(yīng)新的要求。TiCrN薄膜是在TiN薄膜的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的性能更加優(yōu)良的超硬膜，是TiN基多元膜中最具發(fā)展?jié)摿Φ耐繉又?。由于多弧離子鍍技術(shù)具有離化率高，離子能量大，沉積速率快的特點(diǎn)，能沉積絕大多數(shù)金屬和合金材料，在薄膜沉積中應(yīng)用十分廣泛，而TiN、CrN、TiCrN等薄膜具有表面硬度高，耐磨性好，高溫抗氧化性好等特點(diǎn)，在工業(yè)上多應(yīng)用于工具表面。與單層涂層相比，多層涂層具有明顯的優(yōu)勢(shì)，采用形成多層結(jié)構(gòu)的方法，可在充分利用單層涂層原有優(yōu)良綜合力學(xué)性能優(yōu)勢(shì)的條件下，進(jìn)一步提高其硬度、韌性和高溫抗氧化性能。
[0003]深冷處理已經(jīng)作為延長(zhǎng)許多刀具壽命的一種手段在一些研究中被認(rèn)可。同時(shí)深冷處理是一種較為成熟的金屬材料強(qiáng)化技術(shù)，能有效提高金屬材料的力學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于鋼鐵材料、有色金屬、合金等的性能改善上。對(duì)于傳統(tǒng)的鋼鐵材料，深冷處理可轉(zhuǎn)變殘余奧氏體為馬氏體，提高工件的硬度，穩(wěn)定工件尺寸；析出超細(xì)碳化物，提高工件的耐磨性；可細(xì)化晶粒，提高工件的沖擊韌性；可提高馬氏體不銹鋼的抗蝕性，提高工件的拋光性能等。深冷處理可提高硬質(zhì)合金的耐磨性和切削壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種提高TiCrN多元多層復(fù)合涂層硬質(zhì)合金的硬度的方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是對(duì)多弧離子鍍沉積的多元多層TiCrN復(fù)合涂層硬質(zhì)合金進(jìn)行深冷處理，所述深冷處理方法包括降溫過(guò)程、保溫過(guò)程以及回復(fù)至室溫的加熱過(guò)程，所述的深冷處理為液氮直接深冷的液體法，深冷溫度為(液氮)-196°C，保溫時(shí)間為20-40 h ;所述的深冷處理后的加熱過(guò)程為在空氣中回復(fù)至室溫；所述的多元多層復(fù)合涂層組成為Ti/TiN/TiCrN/TiN。
[0006]本發(fā)明的有益效果如下:
本發(fā)明通過(guò)對(duì)涂層硬質(zhì)合金刀片進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳罾涮幚?，使涂層硬質(zhì)合金的顯微硬度得到了提高。通常刀具材料應(yīng)具備的性能有:一是高硬度；二是高耐磨性，三是足夠的強(qiáng)度與沖擊韌性；四是高耐熱性，五是良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。涂層刀具材料在保證刀具材料具有基體的強(qiáng)韌性的同時(shí)又具有涂層的高硬度和耐磨性，硬度和耐磨性是刀具材料很重要的性能，影響到刀具材料壽命以及切肩性能。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是涂層硬質(zhì)合金在不同深冷時(shí)間下，硬度的變化情況。
【具體實(shí)施方式】
[0008]涂層硬質(zhì)合金涂層的沉積順序?yàn)門i/TiN/TiCrN/TiN。
[0009]在多弧離子鍍沉積爐中，利用真空將涂覆材料離化后，通入反應(yīng)氣體并使其離化激活形成真空等離子體，使之在沉積室發(fā)生反應(yīng)，生成薄膜沉積于YG6硬質(zhì)合金基體表面，沉積的涂層的總厚度約為3 um。將沉積了涂層的硬質(zhì)合金直接置于液氮罐中進(jìn)行深冷，深冷時(shí)間為20-40 h，后將試樣置于空氣中直至回復(fù)到室溫。對(duì)深冷前后的涂層硬質(zhì)合金的各項(xiàng)性能進(jìn)行檢測(cè)，其技術(shù)性能如下:深冷30 h的樣品與未深冷的涂層相比，其硬度提高了約100-200 HV;膜基結(jié)合力達(dá)到57 N，未處理涂層硬質(zhì)合金的膜基結(jié)合力約為55 N，該深冷條件下硬度得到了提高的同時(shí)保證了膜基結(jié)合力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高TiCrN多元多層復(fù)合涂層硬質(zhì)合金的硬度的方法，其特征在于:對(duì)所述TiCrN多元多層復(fù)合涂層硬質(zhì)合金進(jìn)行深冷處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高TiCrN多元多層復(fù)合涂層硬質(zhì)合金的硬度的方法，其特征在于所述深冷處理包括降溫過(guò)程、保溫過(guò)程以及回復(fù)室溫的過(guò)程，其中降溫采用液氮直接深冷的液體法。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種提高TiCrN多元多層復(fù)合涂層硬質(zhì)合金的硬度的方法，其特征在于所述液氮直接深冷的液體法的深冷溫度為(液氮)-196 V，保溫時(shí)間為20-40ho4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任何一項(xiàng)所述的一種提高TiCrN多元多層復(fù)合涂層硬質(zhì)合金的硬度的方法，其特征在于所述TiCrN多元多層復(fù)合涂層組成為Ti/TiN/TiCrN/TiN。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種提高TiCrN多元多層復(fù)合涂層硬質(zhì)合金的硬度的方法。該方法主要是對(duì)涂覆了TiCrN多元多層復(fù)合涂層進(jìn)行了后處理，該后處理技術(shù)是深冷處理。所述的TiCrN多元多層復(fù)合涂層的組成為Ti/TiN/TiCrN/TiN，通過(guò)深冷處理該復(fù)合涂層硬質(zhì)合金的硬度有所提高。
【IPC分類】C22F1/18, C23C14/58
【公開號(hào)】CN105483584
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410467051
【發(fā)明人】彭文屹, 郭風(fēng)麗, 丁冠超
【申請(qǐng)人】南昌大學(xué)
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2014年9月15日