專利名稱：一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及螺旋刃機(jī)械鉸刀技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀。
背景技術(shù)：
在汽車零件和模具制造領(lǐng)域內(nèi)，對孔的加工精度要求高。由于用于汽車零件和模具制造的材料要求耐熱、耐磨和高硬度。因而在高速加削和高精度的要求下，用于加工汽車零件和模具的刀具要求具有較高的紅硬性，特別對于精密孔加工要求更高。目前，國內(nèi)使用較多的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀，其結(jié)構(gòu)一般包括螺旋刃機(jī)械鉸刀基體，以及在螺旋刃機(jī)械鉸刀基體表面鍍制的TiCN系列涂層。鍍制的TiCN系列涂層為單層多元涂層，其最大的缺點(diǎn)是鍍制的TiCN系列涂層與螺旋刃機(jī)械鉸刀基體的結(jié)合強(qiáng)度較低，TiCN系列涂層中內(nèi)應(yīng)力較大，因而螺旋刃機(jī)械鉸刀的紅硬性和抗氧化性差，加工壽命短，不適合高速精密孔加工。而國外制備的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀，其結(jié)構(gòu)一般包括螺旋刃機(jī)械鉸刀基體，以及在螺旋刃機(jī)械鉸刀基體表面鍍制的多層復(fù)合涂層。其中，所鍍制的多層復(fù)合涂層多為納米復(fù)合多層結(jié)構(gòu)涂層，如TiN/VN、TiC/TiB2、TiN/Ti2N、TiN/CrN、TiN/CrVN等。該鍍制納米復(fù)合多層結(jié)構(gòu)涂層的螺旋刃機(jī)械鉸刀雖然提高了納米復(fù)合多層結(jié)構(gòu)涂層與螺旋刃機(jī)械鉸刀基體的結(jié)合力，其紅硬性、抗氧化性和耐磨性也較高，但是，其價格高，重磨修復(fù)成本高,從而增加生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀，該鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀顯著提高了納米復(fù)合多層涂層與螺旋刃機(jī)械鉸刀基體的結(jié)合力，且具有高紅硬性、高耐磨性、高抗氧化性和生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。提供一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀，包括螺旋刃機(jī)械鉸刀基體，以及在所述螺旋刃機(jī)械鉸刀基體表面鍍制的納米復(fù)合多層涂層；所述納米復(fù)合多層涂層包括TiN納米層、TiN/CrN納米層和CrAlN納米層。所述TiN納米層設(shè)置為直接涂覆于所述螺旋刃機(jī)械鉸刀基體表面的最內(nèi)層，所述TiN/CrN納米層設(shè)置為涂覆于所述螺旋刃機(jī)械鉸刀基體表面的中間層，所述CrAlN納米層設(shè)置為涂覆于所述螺旋刃機(jī)械鉸刀基體表面的最外層。所述納米復(fù)合多層涂層的總厚度為2 μ m 5 μ m。所述TiN納米層的厚度為所述納米復(fù)合多層涂層的總厚度的59TlO%。所述TiN/CrN納米層的厚度為所述納米復(fù)合多層涂層的總厚度的55% 75%。所述CrAlN納米層的厚度為所述納米復(fù)合多層涂層的總厚度的15% 40%。[0013]所述納米復(fù)合多層涂層的總厚度為3 μ m。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型的一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀，包括螺旋刃機(jī)械鉸刀基體，以及在螺旋刃機(jī)械鉸刀基體表面鍍制的納米復(fù)合多層涂層；納米復(fù)合多層涂層包括TiN納米層、TiN/CrN納米層和CrAlN納米層。由于螺旋刃機(jī)械鉸刀基體表面鍍制了納米復(fù)合多層涂層，使得該鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀顯著提高了納米復(fù)合多層涂層與螺旋刃機(jī)械鉸刀基體的結(jié)合力，其結(jié)合力>60N，且具有高紅硬性、高耐磨性、高抗氧化性和生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)，其中，硬度HV彡32GPa，體現(xiàn)為高紅硬性；楊氏彈性模量E彡380Gpa，體現(xiàn)為高耐磨性能；800°C大氣環(huán)境退火I小時后，顯微硬度>25GPa，體現(xiàn)為高抗氧化性能。

圖I是本實(shí)用新型的一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖I中包括有I——螺旋刃機(jī)械鉸刀基體、2-TiN 納米層、3-TiN/CrN 納米層、4-Cr AIN 納米層。
具體實(shí)施方式結(jié)合以下實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。實(shí)施例I。見圖I。本實(shí)施例的一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀，包括螺旋刃機(jī)械鉸刀基體1，以及在螺旋刃機(jī)械鉸刀基體I表面鍍制的納米復(fù)合多層涂層；納米復(fù)合多層涂層包括TiN納米層2、TiN/CrN納米層3和CrAlN納米層4。由于螺旋刃機(jī)械鉸刀基體I表面鍍制了納米復(fù)合多層涂層，使得該鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀顯著提高了納米復(fù)合多層涂層與螺旋刃機(jī)械鉸刀基體I的結(jié)合力，其結(jié)合力>60N，且具有高紅硬性、高耐磨性、高抗氧化性和生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)，其中，硬度HV彡32GPa，體現(xiàn)為高紅硬性；楊氏彈性模量E彡380Gpa，體現(xiàn)為高耐磨性能；800°C大氣環(huán)境退火I小時后，顯微硬度>25GPa，體現(xiàn)為高抗氧化性能。本實(shí)施例中，TiN納米層2設(shè)置為直接涂覆于螺旋刃機(jī)械鉸刀基體I表面的最內(nèi)層，TiN/CrN納米層3設(shè)置為涂覆于螺旋刃機(jī)械鉸刀基體表面的中間層，CrAlN納米層4設(shè)置為涂覆于螺旋刃機(jī)械鉸刀基體表面的最外層。本實(shí)施例中，納米復(fù)合多層涂層的總厚度為3 μ m。TiN納米層2的厚度為納米復(fù)合多層涂層的總厚度的5%。TiN/CrN納米層3的厚度為納米復(fù)合多層涂層的總厚度的55%。CrAlN納米層4的厚度為納米復(fù)合多層涂層的總厚度的15%。實(shí)施例2。本實(shí)用新型的一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀的實(shí)施例2，本實(shí)施例與實(shí)施例I的不同之處在于，納米復(fù)合多層涂層的總厚度為5 μ m。TiN納米層2的厚度為納米復(fù)合多層涂層的總厚度的10%。TiN/CrN納米層3的厚度為納米復(fù)合多層涂層的總厚度的75%。CrAlN納米層4的厚度為納米復(fù)合多層涂層的總厚度的40%。本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)及工作原理與實(shí)施例I相同，在此不再贅述。實(shí)施例3。本實(shí)用新型的一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀的實(shí)施例3，本實(shí)施例與實(shí)施例I的不同之處在于，納米復(fù)合多層涂層的總厚度為2 μ m。TiN納米層2的厚度為納米復(fù)合多層涂層的總厚度的8%。TiN/CrN納米層3的厚度為納米復(fù)合多層涂層的總厚度的65%。CrAlN納米層4的厚度為納米復(fù)合多層涂層的總厚度的25%。本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)及工作原理與實(shí)施例I相同，在此不再贅述。最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對本實(shí)用 新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求1.一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀，其特征在于包括螺旋刃機(jī)械鉸刀基體，以及在所述螺旋刃機(jī)械鉸刀基體表面鍍制的納米復(fù)合多層涂層；所述納米復(fù)合多層涂層包括TiN納米層、TiN/CrN納米層和CrAlN納米層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀，其特征在于所述TiN納米層設(shè)置為直接涂覆于所述螺旋刃機(jī)械鉸刀基體表面的最內(nèi)層，所述TiN/CrN納米層設(shè)置為涂覆于所述螺旋刃機(jī)械鉸刀基體表面的中間層，所述CrAlN納米層設(shè)置為涂覆于所述螺旋刃機(jī)械鉸刀基體表面的最外層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀，其特征在于所述納米復(fù)合多層涂層的總厚度為2 μ m飛μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀，其特征在于所述TiN納米層的厚度為所述納米復(fù)合多層涂層的總厚度的59TlO%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀，其特征在于所述TiN/CrN納米層的厚度為所述納米復(fù)合多層涂層的總厚度的559Γ75%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀，其特征在于所述CrAlN納米層的厚度為所述納米復(fù)合多層涂層的總厚度的159Γ40%。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀，其特征在于所述納米復(fù)合多層涂層的總厚度為3 μ m。
專利摘要本實(shí)用新型涉及螺旋刃機(jī)械鉸刀技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀，其結(jié)構(gòu)包括螺旋刃機(jī)械鉸刀基體，以及在螺旋刃機(jī)械鉸刀基體表面鍍制的納米復(fù)合多層涂層；納米復(fù)合多層涂層包括TiN納米層、TiN/CrN納米層和CrAlN納米層。由于螺旋刃機(jī)械鉸刀基體表面鍍制了納米復(fù)合多層涂層，使得該鍍制超硬納米復(fù)合層的精密孔加工用螺旋刃機(jī)械鉸刀顯著提高了納米復(fù)合多層涂層與螺旋刃機(jī)械鉸刀基體的結(jié)合力，結(jié)合力>60N，且具有高紅硬性、高耐磨性、高抗氧化性和生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)，其中，硬度HV≥32GPa，楊氏彈性模量E≥380GPa，800℃大氣環(huán)境退火1小時后，顯微硬度>25GPa。
文檔編號B23D77/00GK202780046SQ20122023966
公開日2013年3月13日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者田君, 韓立發(fā), 廖梓龍 申請人:東莞理工學(xué)院