1.本發(fā)明涉及硬質合金技術領域，具體為一種硬質合金刀片及其制備方法。

背景技術：

2.涂層刀具刀片廣泛應用于汽車、航空、微電子等各種行業(yè)的機械加工，加工材料包括普通的鋼鐵、銅、鋁等金屬材料，以及各種合金、陶瓷或復合材料。在機械加工過程中，涂層刀具存在兩種失效制度：磨損、破損。刀具磨損主要是磨蝕磨損、粘結磨損、擴散磨損、氧化磨損。在不同的切削條件下，加工不同材料的工件時，其主要磨損原因可能是其中一種或兩種，總的來說切削溫度較低時以磨蝕磨損為主，切削溫度較高時以擴散磨損、氧化磨損為主。

3.現(xiàn)在普遍采用在刀具表面涂敷高硬度、耐磨的碳化物層、氮化物層、碳氮化物層和氧化物涂層，來增強刀具的耐磨性能，但耐磨性能和硬度依然有待提高，且不能有效對刀具表面形成保護，因此，本發(fā)明提出一種硬質合金刀片及其制備方法，以解決上述提到的問題。

技術實現(xiàn)要素：

4.針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種硬質合金刀片及其制備方法，解決了耐磨性能和硬度依然有待提高，且不能有效對刀具表面形成保護的問題。

5.為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：一種硬質合金刀片，包括硬質合金基體和涂覆在硬質合金基體上的涂層，所述硬質合金基體按組分包括：8

?

10份co、3

?

6份tnc8、3

?

5份ticn、0.8

?

1份c、8

?

10份tac、4

?

6份cr3c2和4

?

6份wc，所述涂層包括：tin、份al2o3、tialn2。

6.優(yōu)選的，所述硬質合金基體按組分包括：8份co、3份tnc8、3份ticn、0.8份c、8份tac、4份cr3c2和4份wc，所述涂層包括：tin、al2o3、tialn2。

7.優(yōu)選的，所述硬質合金基體按組分包括：9份co、4.5份tnc8、4份ticn、0.9份c、9份tac、5份cr3c2和5份wc，所述涂層包括：tin、al2o3、tialn2。

8.優(yōu)選的，所述硬質合金基體按組分包括：10份co、6份tnc8、5份ticn、1份c、10份tac、6份cr3c2和6份wc，所述涂層包括：tin、al2o3、tialn2。

9.本發(fā)明還公開了一種硬質合金刀片的制備方法，具體包括以下步驟：

10.s1、稱量：利用稱量裝置分別稱取co、tnc8、ticn、c、tac、cr3c2和wc；

11.s2、混料、球磨：將步驟s1中準備好的co、tnc8、ticn、c、tac、cr3c2和wc與成型劑混合，利用攪拌裝置將上述混合物混合均勻，然后將混合后的混合物體置于球磨機中進行球磨，高能球磨時間為8

?

10小時；

12.s3、壓制成型：將步驟s2制備的混合物進行高溫制粒并進行壓制；

13.s4、真空燒結：將步驟s3中的壓制后的混合物進行正壓脫脂，然后進行真空燒結、再進行分壓燒結、進一步進行終溫燒結最后等待自然冷卻即可制得硬質合金基體；

14.s5、cvd處理：通過cvd工藝在硬質合金基體上生成tin層，再在該tin層上沉積生成ticn層，然后進行噴砂處理；

15.s6、沉積鍍膜：然后采用磁控濺射或者多弧離子鍍方式沉積生成的2

?

4微米厚的tialn2層；

16.s7、電動鍍膜：采用電鍍儀器在步驟s6基礎上電鍍形成al2o3層；

17.s8、包裝運輸：將制備好的硬質合金刀片進行運輸和包裝。

18.優(yōu)選的，所述步驟s2中的攪拌裝置持續(xù)進行攪拌的時間為5

?

7min，攪拌裝置的轉速控制在60

?

70r/min。

19.優(yōu)選的，所述步驟s2中的球磨機采用傾斜式球磨機。

20.優(yōu)選的，所述步驟s4中的真空燒結的溫度為1500

?

1600攝氏度，正壓脫脂的時間為1

?

3小時，真空燒結時間為2

?

4小時，分壓燒結時間為2

?

4小時、終溫燒結時間為1

?

2小時。

21.有益效果

22.本發(fā)明提供了一種硬質合金刀片及其制備方法。與現(xiàn)有技術相比具備以下有益效果：

23.該硬質合金刀片及其制備方法，通過在所述硬質合金基體按組分包括：8

?

10份co、3

?

6份tnc8、3

?

5份ticn、0.8

?

1份c、8

?

10份tac、4

?

6份cr3c2和4

?

6份wc，所述涂層包括：tin、al2o3、tialn2，s1、稱量：利用稱量裝置分別稱取co、tnc8、ticn、c、tac、cr3c2和wc；s2、混料、球磨：將步驟s1中準備好的co、tnc8、ticn、c、tac、cr3c2和wc與成型劑混合，利用攪拌裝置將上述混合物混合均勻，然后將混合后的混合物體置于球磨機中進行球磨，高能球磨時間為8

?

10小時；s3、壓制成型：將步驟s2制備的混合物進行高溫制粒并進行壓制；s4、真空燒結：將步驟s3中的壓制后的混合物進行正壓脫脂，然后進行真空燒結、再進行分壓燒結、進一步進行終溫燒結最后等待自然冷卻即可制得硬質合金基體；s5、cvd處理：通過cvd工藝在硬質合金基體上生成tin層，再在該tin層上沉積生成ticn層，然后進行噴砂處理；s6、沉積鍍膜：然后采用磁控濺射或者多弧離子鍍方式沉積生成的2

?

4微米厚的tialn2層；s7、電動鍍膜：采用電鍍儀器在步驟s6基礎上電鍍形成al2o3層；s8、包裝運輸：將制備好的硬質合金刀片進行運輸和包裝，通過tac的加入，進而提高合金的韌性，使得加工出來的刀片韌性更高，不易折斷，通過cr3c2的加入，使得刀片整體的耐磨性能顯著提高，整個制備方法制備出來的刀片耐磨性和硬度較現(xiàn)有刀片有顯著提升，且通過tin、al2o3、tialn2的設置，能對刀片表面形成穩(wěn)定保護，刀片不易被腐蝕。

附圖說明

24.圖1為本發(fā)明硬質合金刀片的制備工藝流程圖；

25.圖2為本發(fā)明市場硬質合金刀片與實施例對比表圖；

26.圖3為本發(fā)明實施例1

?

3對比表圖。

具體實施方式

27.下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他

實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

28.請參閱圖1

?

3，本發(fā)明實施例提供三種技術方案：一種硬質合金刀片及其制備方法，具體包括以下實施例：

29.實施例1

30.s1、稱量：8份co、3份tnc8、3份ticn、0.8份c、8份tac、4份cr3c2和4份wc；

31.s2、混料、球磨：將步驟s1中準備好的co、tnc8、ticn、c、tac、cr3c2和wc與成型劑混合，利用攪拌裝置將上述混合物混合均勻，然后將混合后的混合物體置于球磨機中進行球磨，高能球磨時間為8小時；

32.s3、壓制成型：將步驟s2制備的混合物進行高溫制粒并進行壓制；

33.s4、真空燒結：將步驟s3中的壓制后的混合物進行正壓脫脂，然后進行真空燒結、再進行分壓燒結、進一步進行終溫燒結最后等待自然冷卻即可制得硬質合金基體；

34.s5、cvd處理：通過cvd工藝在硬質合金基體上生成tin層，再在該tin層上沉積生成ticn層，然后進行噴砂處理；

35.s6、沉積鍍膜：然后采用磁控濺射或者多弧離子鍍方式沉積生成的2微米厚的tialn2層；

36.s7、電動鍍膜：采用電鍍儀器在步驟s6基礎上電鍍形成al2o3層；

37.s8、包裝運輸：將制備好的硬質合金刀片進行運輸和包裝。

38.本發(fā)明實施例中，所述步驟s2中的攪拌裝置持續(xù)進行攪拌的時間為5min，攪拌裝置的轉速控制在60r/min

39.本發(fā)明實施例中，所述步驟s2中的球磨機采用傾斜式球磨機。

40.本發(fā)明實施例中，所述步驟s4中的真空燒結的溫度為1500攝氏度，正壓脫脂的時間為1小時，真空燒結時間為2小時，分壓燒結時間為2小時、終溫燒結時間為1小時。

41.實施例2

42.s1、稱量：9份co、4.5份tnc8、4份ticn、0.9份c、9份tac、5份cr3c2和5份wc；

43.s2、混料、球磨：將步驟s1中準備好的co、tnc8、ticn、c、tac、cr3c2和wc與成型劑混合，利用攪拌裝置將上述混合物混合均勻，然后將混合后的混合物體置于球磨機中進行球磨，高能球磨時間為9小時；

44.s3、壓制成型：將步驟s2制備的混合物進行高溫制粒并進行壓制；

45.s4、真空燒結：將步驟s3中的壓制后的混合物進行正壓脫脂，然后進行真空燒結、再進行分壓燒結、進一步進行終溫燒結最后等待自然冷卻即可制得硬質合金基體；

46.s5、cvd處理：通過cvd工藝在硬質合金基體上生成tin層，再在該tin層上沉積生成ticn層，然后進行噴砂處理；

47.s6、沉積鍍膜：然后采用磁控濺射或者多弧離子鍍方式沉積生成的3微米厚的tialn2層；

48.s7、電動鍍膜：采用電鍍儀器在步驟s6基礎上電鍍形成al2o3層；

49.s8、包裝運輸：將制備好的硬質合金刀片進行運輸和包裝。

50.本發(fā)明實施例中，所述步驟s2中的攪拌裝置持續(xù)進行攪拌的時間為6min，攪拌裝置的轉速控制在65r/min。

51.本發(fā)明實施例中，所述步驟s2中的球磨機采用傾斜式球磨機。

52.本發(fā)明實施例中，所述步驟s4中的真空燒結的溫度為1550攝氏度，正壓脫脂的時間為2小時，真空燒結時間為3小時，分壓燒結時間為3小時、終溫燒結時間為1.5小時。

53.實施例3

54.s1、稱量：10份co、6份tnc8、5份ticn、1份c、10份tac、6份cr3c2和6份wc；

55.s2、混料、球磨：將步驟s1中準備好的co、tnc8、ticn、c、tac、cr3c2和wc與成型劑混合，利用攪拌裝置將上述混合物混合均勻，然后將混合后的混合物體置于球磨機中進行球磨，高能球磨時間為10小時；

56.s3、壓制成型：將步驟s2制備的混合物進行高溫制粒并進行壓制；

57.s4、真空燒結：將步驟s3中的壓制后的混合物進行正壓脫脂，然后進行真空燒結、再進行分壓燒結、進一步進行終溫燒結最后等待自然冷卻即可制得硬質合金基體；

58.s5、cvd處理：通過cvd工藝在硬質合金基體上生成tin層，再在該tin層上沉積生成ticn層，然后進行噴砂處理；

59.s6、沉積鍍膜：然后采用磁控濺射或者多弧離子鍍方式沉積生成的4微米厚的tialn2層；

60.s7、電動鍍膜：采用電鍍儀器在步驟s6基礎上電鍍形成al2o3層；

61.s8、包裝運輸：將制備好的硬質合金刀片進行運輸和包裝。

62.本發(fā)明實施例中，所述步驟s2中的攪拌裝置持續(xù)進行攪拌的時間為7min，攪拌裝置的轉速控制在70r/min

63.本發(fā)明實施例中，所述步驟s2中的球磨機采用傾斜式球磨機。

64.本發(fā)明實施例中，所述步驟s4中的真空燒結的溫度為1600攝氏度，正壓脫脂的時間為3小時，真空燒結時間為4小時，分壓燒結時間為4小時、終溫燒結時間為2小時。

65.對比實驗

66.某硬質合金刀片生產(chǎn)廠家，分別選取實施例1

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3中制備工藝的硬質合金刀片和市場硬質合金刀片進行硬度和耐磨性對比實驗，由圖2可知，實施例1

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3中制備工藝的硬質合金刀片硬度為0.94，耐磨系數(shù)0.85，市場硬質合金刀片硬度為0.80，耐磨系數(shù)0.6，由此可見，本發(fā)明制備的硬質合金刀片硬度和耐磨系數(shù)遠優(yōu)于市場硬質合金刀片硬度和耐磨系數(shù)，由圖3可知，實施例2制備的硬質合金刀片硬度和耐磨系數(shù)最高，為優(yōu)選方案；其余兩種皆可。

67.同時本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容均屬于本領域技術人員公知的現(xiàn)有技術。

68.需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。

69.盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。技術特征：

1.一種硬質合金刀片，包括硬質合金基體和涂覆在硬質合金基體上的涂層，其特征在于：所述硬質合金基體按組分包括：8

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10份co、3

?

6份tnc8、3

?

5份ticn、0.8

?

1份c、8

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10份tac、4

?

6份cr3c2和4

?

6份wc，所述涂層包括：tin、al2o3、tialn2。2.根據(jù)權利要求1所述的一種硬質合金刀片，其特征在于：所述硬質合金基體按組分包括：8份co、3份tnc8、3份ticn、0.8份c、8份tac、4份cr3c2和4份wc，所述涂層包括：tin、al2o3、tialn2。3.根據(jù)權利要求1所述的一種硬質合金刀片，其特征在于：所述硬質合金基體按組分包括：9份co、4.5份tnc8、4份ticn、0.9份c、9份tac、5份cr3c2和5份wc，所述涂層包括：tin、al2o3、tialn2。4.根據(jù)權利要求1所述的一種硬質合金刀片，其特征在于：所述硬質合金基體按組分包括：10份co、6份tnc8、5份ticn、1份c、10份tac、6份cr3c2和6份wc，所述涂層包括：tin、al2o3、tialn2。5.根據(jù)權利要求1

?

4任意一項所述的一種硬質合金刀片的制備方法，其特征在于：具體包括以下步驟：s1、稱量：利用稱量裝置分別稱取co、tnc8、ticn、c、tac、cr3c2和wc；s2、混料、球磨：將步驟s1中準備好的co、tnc8、ticn、c、tac、cr3c2和wc與成型劑混合，利用攪拌裝置將上述混合物混合均勻，然后將混合后的混合物體置于球磨機中進行球磨，高能球磨時間為8

?

10小時；s3、壓制成型：將步驟s2制備的混合物進行高溫制粒并進行壓制；s4、真空燒結：將步驟s3中的壓制后的混合物進行正壓脫脂，然后進行真空燒結、再進行分壓燒結、進一步進行終溫燒結最后等待自然冷卻即可制得硬質合金基體；s5、cvd處理：通過cvd工藝在硬質合金基體上生成tin層，再在該tin層上沉積生成ticn層，然后進行噴砂處理；s6、沉積鍍膜：然后采用磁控濺射或者多弧離子鍍方式沉積生成的2

?

4微米厚的tialn2層；s7、電動鍍膜：采用電鍍儀器在步驟s6基礎上電鍍形成al2o3層；s8、包裝運輸：將制備好的硬質合金刀片進行運輸和包裝。6.根據(jù)權利要求5所述的一種硬質合金刀片的制備方法，其特征在于：所述步驟s2中的攪拌裝置持續(xù)進行攪拌的時間為5

?

7min，攪拌裝置的轉速控制在60

?

70r/min。7.根據(jù)權利要求5所述的一種硬質合金刀片的制備方法，其特征在于：所述步驟s2中的球磨機采用傾斜式球磨機。8.根據(jù)權利要求5所述的一種硬質合金刀片的制備方法，其特征在于：所述步驟s4中的真空燒結的溫度為1500

?

1600攝氏度，正壓脫脂的時間為1

?

3小時，真空燒結時間為2

?

4小時，分壓燒結時間為2

?

4小時、終溫燒結時間為1

?

2小時。

技術總結

本發(fā)明公開了一種硬質合金刀片及其制備方法，包括硬質合金基體和涂覆在硬質合金基體上的涂層，所述硬質合金基體按組分包括：8

技術研發(fā)人員：彭洪 彭虎 樊文娟

受保護的技術使用者：湖北刃鋒精工有限公司

技術研發(fā)日：2021.07.02

技術公布日：2021/11/16