一種提高TiCrN多元多層復合涂層硬質合金的硬度的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及硬質合金刀具的加工處理方法，具體而言涉及TiCrN多元多層復合涂層刀具的加工處理方法。
【背景技術】
[0002]現代機械加工正在朝著高精度、高效率、柔性化和自動化的方向快速發展以及科學技術的進步、難加工材料的使用日益增多，材料力學性能不斷提高，對刀具材料綜合性能的要求也大幅提高，傳統的未涂層刀具常常不能適應新的要求。TiCrN薄膜是在TiN薄膜的基礎上發展起來的性能更加優良的超硬膜，是TiN基多元膜中最具發展潛力的涂層之一。由于多弧離子鍍技術具有離化率高，離子能量大，沉積速率快的特點，能沉積絕大多數金屬和合金材料，在薄膜沉積中應用十分廣泛，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，在工業上多應用于工具表面。與單層涂層相比，多層涂層具有明顯的優勢，采用形成多層結構的方法，可在充分利用單層涂層原有優良綜合力學性能優勢的條件下，進一步提高其硬度、韌性和高溫抗氧化性能。
[0003]深冷處理已經作為延長許多刀具壽命的一種手段在一些研究中被認可。同時深冷處理是一種較為成熟的金屬材料強化技術，能有效提高金屬材料的力學性能，廣泛應用于鋼鐵材料、有色金屬、合金等的性能改善上。對于傳統的鋼鐵材料，深冷處理可轉變殘余奧氏體為馬氏體，提高工件的硬度，穩定工件尺寸；析出超細碳化物，提高工件的耐磨性；可細化晶粒，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合金的耐磨性和切削壽命。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是，提供一種提高TiCrN多元多層復合涂層硬質合金的硬度的方法。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案是對多弧離子鍍沉積的多元多層TiCrN復合涂層硬質合金進行深冷處理，所述深冷處理方法包括降溫過程、保溫過程以及回復至室溫的加熱過程，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，保溫時間為20-40 h ;所述的深冷處理后的加熱過程為在空氣中回復至室溫；所述的多元多層復合涂層組成為Ti/TiN/TiCrN/TiN。
[0006]本發明的有益效果如下:
本發明通過對涂層硬質合金刀片進行適當的深冷處理，使涂層硬質合金的顯微硬度得到了提高。通常刀具材料應具備的性能有:一是高硬度；二是高耐磨性，三是足夠的強度與沖擊韌性；四是高耐熱性，五是良好的工藝性和經濟性。涂層刀具材料在保證刀具材料具有基體的強韌性的同時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。
【附圖說明】
[0007]圖1是涂層硬質合金在不同深冷時間下，硬度的變化情況。
【具體實施方式】
[0008]涂層硬質合金涂層的沉積順序為Ti/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，通入反應氣體并使其離化激活形成真空等離子體，使之在沉積室發生反應，生成薄膜沉積于YG6硬質合金基體表面，沉積的涂層的總厚度約為3 um。將沉積了涂層的硬質合金直接置于液氮罐中進行深冷，深冷時間為20-40 h，后將試樣置于空氣中直至回復到室溫。對深冷前后的涂層硬質合金的各項性能進行檢測，其技術性能如下: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;膜基結合力達到57 N，未處理涂層硬質合金的膜基結合力約為55 N，該深冷條件下硬度得到了提高的同時保證了膜基結合力。
【主權項】
1.一種提高TiCrN多元多層復合涂層硬質合金的硬度的方法，其特征在于:對所述TiCrN多元多層復合涂層硬質合金進行深冷處理。2.根據權利要求1所述的一種提高TiCrN多元多層復合涂層硬質合金的硬度的方法，其特征在于所述深冷處理包括降溫過程、保溫過程以及回復室溫的過程，其中降溫采用液氮直接深冷的液體法。3.根據權利要求2所述的一種提高TiCrN多元多層復合涂層硬質合金的硬度的方法，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，保溫時間為20-40ho4.根據權利要求1至3的任何一項所述的一種提高TiCrN多元多層復合涂層硬質合金的硬度的方法，其特征在于所述TiCrN多元多層復合涂層組成為Ti/TiN/TiCrN/TiN。
【專利摘要】本發明提供一種提高TiCrN多元多層復合涂層硬質合金的硬度的方法。該方法主要是對涂覆了TiCrN多元多層復合涂層進行了后處理，該后處理技術是深冷處理。所述的TiCrN多元多層復合涂層的組成為Ti/TiN/TiCrN/TiN，通過深冷處理該復合涂層硬質合金的硬度有所提高。
【IPC分類】C22F1/18, C23C14/58
【公開號】CN105483584
【申請號】CN201410467051
【發明人】彭文屹, 郭風麗, 丁冠超
【申請人】南昌大學
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2014年9月15日