專利名稱：切削刀具刀片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有銳利切削刃和涂層的切削刀具刀片，該刀片尤其適于加工非鐵材料例如鈦、鋁、黃銅、青銅、塑料等。
背景技術(shù)：
使用硬質(zhì)合金切削刀具刀片對金屬進(jìn)行加工，該刀片具有相交以形成切削刃的前刀面和余隙面。切削刃應(yīng)該是銳利的以提供低切削力和低能耗。然而，硬質(zhì)合金是一種脆性材料，因此銳利的切削刃通常不是足夠堅(jiān)硬的。如果其發(fā)生斷裂，則切削力增加并且所加工材料的表面精加工狀況將是低劣的。為了強(qiáng)化切削刃，其可以被圓化成基本在10-50μm之間的半徑，或者設(shè)置有倒角或刃帶。對切削刃的精確設(shè)計(jì)取決于所要加工的材料類型，并且是在可接受的切削力和切削刃強(qiáng)度之間進(jìn)行折衷考慮。一些工件材料例如鋁等要求具有最小切削刃圓化程度的非常銳利的切削刃。過度圓化的切削刃在這種材料中將導(dǎo)致切削刃磨損并且能夠影響到隨后磨損的進(jìn)一步發(fā)展情況。對于這種材料的加工，通常使用無涂層硬質(zhì)合金刀片。如果施加有涂層，則刀片將會變鈍。而且，涂層切削刃要求有一定程度的圓化以確保能夠令人滿意的施加涂層。然而，期望在加工要求銳利切削刃的材料時(shí)也能夠使用涂層刀片。
在公開的美國專利申請2002/0187370中披露了如下內(nèi)容，即磨削一定量的前刀面和刀刃脊的側(cè)面，以在5μm的參考長度上獲得0.2μm或更小的表面粗糙度。其中指出還可以通過微細(xì)噴砂(microblast)和離子束輻射進(jìn)行表面重整，但只對磨削和研磨進(jìn)行了示例。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個目的在于提供一種制造具有銳利切削刃的涂層硬質(zhì)合金切削刀片的方法。
附圖簡要說明

圖1示出將橫截面放大1500倍的根據(jù)本發(fā)明的涂層切削刀具刀片的涂層外觀。
圖2示出將橫截面放大1500倍的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的涂層切削刀具刀片的涂層外觀。
具體實(shí)施例方式
為了獲得銳利的切削刃，在進(jìn)行涂層操作之后需要將涂層刀片在余隙面上進(jìn)行研磨。初步測試表明這種方法是不可行的，這是因?yàn)檠心ゲ僮鲗?dǎo)致在切削刃邊線中對涂層造成損壞，并且形成不夠銳利的切削刃。然而，已經(jīng)意外發(fā)現(xiàn)，如果在研磨之前至少在前刀面上對涂層進(jìn)行噴丸操作，以在0.25mm的基準(zhǔn)長度上形成小于0.3μm的表面粗糙度(Ra)，則該涂層基本不受研磨操作的影響，從而形成非常銳利的切削刃。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，最外層為氧化鋁層，優(yōu)選為α氧化鋁層，其具有1-10μm的厚度，優(yōu)選為3-6μm。
在又一個優(yōu)選實(shí)施例中，在氧化鋁層與基底之間存在Ti(C，N)內(nèi)層，其具有1-10μm的厚度，優(yōu)選為4-7μm，具有柱狀晶粒。
本發(fā)明還涉及通過以下步驟制造具有非常銳利的切削刃的涂層切削刀具刀片的方法—提供涂層切削刀具刀片，—至少對所述刀片的前刀面進(jìn)行噴丸操作，以獲得在0.25mm的基準(zhǔn)長度上具有小于0.3μm的表面粗糙度(Ra)的光滑表面，并且—使用精細(xì)砂輪對刀片進(jìn)行周邊研磨操作以獲得基本不具有切削刃半徑的切削刃。
實(shí)例1本發(fā)明N-123L-0800-AM型硬質(zhì)合金刀片(以6％的Co和做為平衡量的WC為其組分)涂覆有0.5μm的等軸TiCN層，然后利用MTCVD技術(shù)(處理溫度為850℃)涂覆厚5μm的具有柱狀晶粒的TiCN層。在同一涂覆循環(huán)期間的后續(xù)處理步驟中，沉積厚1μm的具有TiCxNyOz(近似的，x＝0.6、y＝0.2，并且z＝0.2)等軸晶粒的層，然后沉積厚4μm的α-Al203層。在涂覆完成之后，利用濕法清理對該刀片進(jìn)行平滑處理以使其在0.25mm的基準(zhǔn)長度上具有0.2μm的表面粗糙度。最后，利用具有25μm的晶粒尺寸的金剛石砂輪對該刀片進(jìn)行周邊研磨操作以獲得銳利的切削刃。圖1示出基本未被該研磨操作損傷的涂層外觀。
實(shí)例2對照例重復(fù)實(shí)例1，而不進(jìn)行噴丸操作，并且刀片具有厚0.5μm的等軸TiC0.05N0.05層，然后利用MTCVD技術(shù)(溫度為850-885℃，并且使用CH3CN做為碳/氮源)涂覆厚2.6μm的具有柱狀晶粒的TiC0.54N0.46層。在同一涂覆循環(huán)期間的后續(xù)處理步驟中，在970℃的溫度下并且使用濃度為0.4％的H2S摻質(zhì)，沉積厚1.3μm的κ-Al2O3層。根據(jù)已知的CVD技術(shù)，在頂部沉積厚0.5μm的TiN層。圖2示出在周邊研磨操作之后該涂層的橫截面外觀。顯然該涂層由于研磨而遭受嚴(yán)重?fù)p傷，由此導(dǎo)致該切削刃的加工狀況不可接受。
實(shí)例3對照例重復(fù)實(shí)例1，而不進(jìn)行最終噴丸操作。得到類似于圖2所示的切削刃邊線的涂層外觀。
權(quán)利要求
1.用于金屬加工的切削刀具刀片，包括具有至少一個耐磨層的涂層和基底，并且所述刀片還包括相交形成切削刃的余隙面和前刀面，其特征在于，該切削刃基本不具有切削刃半徑，至少從靠近切削刃處通過在余隙面上研磨而除去涂層，并且前刀面上的涂層在0.25mm的基準(zhǔn)長度上具有小于0.3μm的表面粗糙度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的切削刀具刀片，其特征在于，所述涂層具有厚度為2-10μm、優(yōu)選為3-6μm的氧化鋁最外耐磨層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切削刀具刀片，其特征在于，所述氧化鋁層為α氧化鋁層。
4.根據(jù)前面任一權(quán)利要求所述的切削刀具刀片，其特征在于，所述涂層在氧化鋁層與基底之間具有Ti(C，N)內(nèi)層，該內(nèi)層具有2-10μm、優(yōu)選4-7μm的厚度，具有柱狀晶粒。
5.用于金屬加工的切削刀具刀片的制造方法，該刀片包括具有至少一個耐磨層的涂層和基底，并且所述刀片還包括相交形成切削刃的余隙面和前刀面，其特征在于—提供具有涂層的切削刀具刀片，—至少對所述刀片的前刀面進(jìn)行噴丸操作，以獲得在0.25mm的基準(zhǔn)長度上具有小于0.3μm的表面粗糙度(Ra)的光滑表面，并且—使用精細(xì)砂輪對刀片進(jìn)行周邊研磨操作以獲得基本不具有切削刃半徑的切削刃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于金屬加工的切削刀具刀片，包括具有至少一個耐磨層的涂層和基底，并且所述刀片還包括相交形成切削刃的余隙面和前刀面。該切削刃基本不具有切削刃半徑，涂層至少從靠近切削刃處通過在余隙面上研磨而被除去，并且前刀面上的涂層在0.25mm的基準(zhǔn)長度上具有小于0.3μm的表面粗糙度。
文檔編號B23B27/14GK1721107SQ200510082479
公開日2006年1月18日 申請日期2005年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月5日
發(fā)明者安德斯·強(qiáng)森 申請人:山特維克知識產(chǎn)權(quán)公司