1.本發(fā)明涉及硬質(zhì)合金技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種硬質(zhì)合金刀片及其制備方法。

背景技術(shù)：

2.涂層刀具刀片廣泛應(yīng)用于汽車、航空、微電子等各種行業(yè)的機(jī)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(fù)合材料。在機(jī)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(jié)磨損、擴(kuò)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(shí)，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(shí)以磨蝕磨損為主，切削溫度較高時(shí)以擴(kuò)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(qiáng)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(duì)刀具表面形成保護(hù)，因此，本發(fā)明提出一種硬質(zhì)合金刀片及其制備方法，以解決上述提到的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種硬質(zhì)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(duì)刀具表面形成保護(hù)的問題。

5.為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種硬質(zhì)合金刀片，包括硬質(zhì)合金基體和涂覆在硬質(zhì)合金基體上的涂層，所述硬質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhǔn)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(jī)中進(jìn)行球磨，高能球磨時(shí)間為8

?

10小時(shí)；

12.s3、壓制成型：將步驟s2制備的混合物進(jìn)行高溫制粒并進(jìn)行壓制；

13.s4、真空燒結(jié)：將步驟s3中的壓制后的混合物進(jìn)行正壓脫脂，然后進(jìn)行真空燒結(jié)、再進(jìn)行分壓燒結(jié)、進(jìn)一步進(jìn)行終溫?zé)Y(jié)最后等待自然冷卻即可制得硬質(zhì)合金基體；

14.s5、cvd處理：通過cvd工藝在硬質(zhì)合金基體上生成tin層，再在該tin層上沉積生成ticn層，然后進(jìn)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(dòng)鍍膜：采用電鍍儀器在步驟s6基礎(chǔ)上電鍍形成al2o3層；

17.s8、包裝運(yùn)輸：將制備好的硬質(zhì)合金刀片進(jìn)行運(yùn)輸和包裝。

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

?

7min，攪拌裝置的轉(zhuǎn)速控制在60

?

70r/min。

19.優(yōu)選的，所述步驟s2中的球磨機(jī)采用傾斜式球磨機(jī)。

20.優(yōu)選的，所述步驟s4中的真空燒結(jié)的溫度為1500

?

1600攝氏度，正壓脫脂的時(shí)間為1

?

3小時(shí)，真空燒結(jié)時(shí)間為2

?

4小時(shí)，分壓燒結(jié)時(shí)間為2

?

4小時(shí)、終溫?zé)Y(jié)時(shí)間為1

?

2小時(shí)。

21.有益效果

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

23.該硬質(zhì)合金刀片及其制備方法，通過在所述硬質(zhì)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(zhǔn)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(jī)中進(jìn)行球磨，高能球磨時(shí)間為8

?

10小時(shí)；s3、壓制成型：將步驟s2制備的混合物進(jìn)行高溫制粒并進(jìn)行壓制；s4、真空燒結(jié)：將步驟s3中的壓制后的混合物進(jìn)行正壓脫脂，然后進(jìn)行真空燒結(jié)、再進(jìn)行分壓燒結(jié)、進(jìn)一步進(jìn)行終溫?zé)Y(jié)最后等待自然冷卻即可制得硬質(zhì)合金基體；s5、cvd處理：通過cvd工藝在硬質(zhì)合金基體上生成tin層，再在該tin層上沉積生成ticn層，然后進(jìn)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(dòng)鍍膜：采用電鍍儀器在步驟s6基礎(chǔ)上電鍍形成al2o3層；s8、包裝運(yùn)輸：將制備好的硬質(zhì)合金刀片進(jìn)行運(yùn)輸和包裝，通過tac的加入，進(jìn)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(gè)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(shè)置，能對(duì)刀片表面形成穩(wěn)定保護(hù)，刀片不易被腐蝕。

附圖說明

24.圖1為本發(fā)明硬質(zhì)合金刀片的制備工藝流程圖；

25.圖2為本發(fā)明市場(chǎng)硬質(zhì)合金刀片與實(shí)施例對(duì)比表圖；

26.圖3為本發(fā)明實(shí)施例1

?

3對(duì)比表圖。

具體實(shí)施方式

27.下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他

實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

28.請(qǐng)參閱圖1

?

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

29.實(shí)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(zhǔn)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(jī)中進(jìn)行球磨，高能球磨時(shí)間為8小時(shí)；

32.s3、壓制成型：將步驟s2制備的混合物進(jìn)行高溫制粒并進(jìn)行壓制；

33.s4、真空燒結(jié)：將步驟s3中的壓制后的混合物進(jìn)行正壓脫脂，然后進(jìn)行真空燒結(jié)、再進(jìn)行分壓燒結(jié)、進(jìn)一步進(jìn)行終溫?zé)Y(jié)最后等待自然冷卻即可制得硬質(zhì)合金基體；

34.s5、cvd處理：通過cvd工藝在硬質(zhì)合金基體上生成tin層，再在該tin層上沉積生成ticn層，然后進(jìn)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(dòng)鍍膜：采用電鍍儀器在步驟s6基礎(chǔ)上電鍍形成al2o3層；

37.s8、包裝運(yùn)輸：將制備好的硬質(zhì)合金刀片進(jìn)行運(yùn)輸和包裝。

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

39.本發(fā)明實(shí)施例中，所述步驟s2中的球磨機(jī)采用傾斜式球磨機(jī)。

40.本發(fā)明實(shí)施例中，所述步驟s4中的真空燒結(jié)的溫度為1500攝氏度，正壓脫脂的時(shí)間為1小時(shí)，真空燒結(jié)時(shí)間為2小時(shí)，分壓燒結(jié)時(shí)間為2小時(shí)、終溫?zé)Y(jié)時(shí)間為1小時(shí)。

41.實(shí)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(zhǔn)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(jī)中進(jìn)行球磨，高能球磨時(shí)間為9小時(shí)；

44.s3、壓制成型：將步驟s2制備的混合物進(jìn)行高溫制粒并進(jìn)行壓制；

45.s4、真空燒結(jié)：將步驟s3中的壓制后的混合物進(jìn)行正壓脫脂，然后進(jìn)行真空燒結(jié)、再進(jìn)行分壓燒結(jié)、進(jìn)一步進(jìn)行終溫?zé)Y(jié)最后等待自然冷卻即可制得硬質(zhì)合金基體；

46.s5、cvd處理：通過cvd工藝在硬質(zhì)合金基體上生成tin層，再在該tin層上沉積生成ticn層，然后進(jìn)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(dòng)鍍膜：采用電鍍儀器在步驟s6基礎(chǔ)上電鍍形成al2o3層；

49.s8、包裝運(yùn)輸：將制備好的硬質(zhì)合金刀片進(jìn)行運(yùn)輸和包裝。

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

51.本發(fā)明實(shí)施例中，所述步驟s2中的球磨機(jī)采用傾斜式球磨機(jī)。

52.本發(fā)明實(shí)施例中，所述步驟s4中的真空燒結(jié)的溫度為1550攝氏度，正壓脫脂的時(shí)間為2小時(shí)，真空燒結(jié)時(shí)間為3小時(shí)，分壓燒結(jié)時(shí)間為3小時(shí)、終溫?zé)Y(jié)時(shí)間為1.5小時(shí)。

53.實(shí)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(zhǔn)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(jī)中進(jìn)行球磨，高能球磨時(shí)間為10小時(shí)；

56.s3、壓制成型：將步驟s2制備的混合物進(jìn)行高溫制粒并進(jìn)行壓制；

57.s4、真空燒結(jié)：將步驟s3中的壓制后的混合物進(jìn)行正壓脫脂，然后進(jìn)行真空燒結(jié)、再進(jìn)行分壓燒結(jié)、進(jìn)一步進(jìn)行終溫?zé)Y(jié)最后等待自然冷卻即可制得硬質(zhì)合金基體；

58.s5、cvd處理：通過cvd工藝在硬質(zhì)合金基體上生成tin層，再在該tin層上沉積生成ticn層，然后進(jìn)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(dòng)鍍膜：采用電鍍儀器在步驟s6基礎(chǔ)上電鍍形成al2o3層；

61.s8、包裝運(yùn)輸：將制備好的硬質(zhì)合金刀片進(jìn)行運(yùn)輸和包裝。

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

63.本發(fā)明實(shí)施例中，所述步驟s2中的球磨機(jī)采用傾斜式球磨機(jī)。

64.本發(fā)明實(shí)施例中，所述步驟s4中的真空燒結(jié)的溫度為1600攝氏度，正壓脫脂的時(shí)間為3小時(shí)，真空燒結(jié)時(shí)間為4小時(shí)，分壓燒結(jié)時(shí)間為4小時(shí)、終溫?zé)Y(jié)時(shí)間為2小時(shí)。

65.對(duì)比實(shí)驗(yàn)

66.某硬質(zhì)合金刀片生產(chǎn)廠家，分別選取實(shí)施例1

?

3中制備工藝的硬質(zhì)合金刀片和市場(chǎng)硬質(zhì)合金刀片進(jìn)行硬度和耐磨性對(duì)比實(shí)驗(yàn)，由圖2可知，實(shí)施例1

?

3中制備工藝的硬質(zhì)合金刀片硬度為0.94，耐磨系數(shù)0.85，市場(chǎng)硬質(zhì)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(zhì)合金刀片硬度和耐磨系數(shù)遠(yuǎn)優(yōu)于市場(chǎng)硬質(zhì)合金刀片硬度和耐磨系數(shù)，由圖3可知，實(shí)施例2制備的硬質(zhì)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(shí)本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容均屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。

68.需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)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(shè)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(shè)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(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)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(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。技術(shù)特征：

1.一種硬質(zhì)合金刀片，包括硬質(zhì)合金基體和涂覆在硬質(zhì)合金基體上的涂層，其特征在于：所述硬質(zhì)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。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)合金刀片，其特征在于：所述硬質(zhì)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(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)合金刀片，其特征在于：所述硬質(zhì)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(quán)利要求1所述的一種硬質(zhì)合金刀片，其特征在于：所述硬質(zhì)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(quán)利要求1

?

4任意一項(xiàng)所述的一種硬質(zhì)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(zhǔn)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(jī)中進(jìn)行球磨，高能球磨時(shí)間為8

?

10小時(shí)；s3、壓制成型：將步驟s2制備的混合物進(jìn)行高溫制粒并進(jìn)行壓制；s4、真空燒結(jié)：將步驟s3中的壓制后的混合物進(jìn)行正壓脫脂，然后進(jìn)行真空燒結(jié)、再進(jìn)行分壓燒結(jié)、進(jìn)一步進(jìn)行終溫?zé)Y(jié)最后等待自然冷卻即可制得硬質(zhì)合金基體；s5、cvd處理：通過cvd工藝在硬質(zhì)合金基體上生成tin層，再在該tin層上沉積生成ticn層，然后進(jìn)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(dòng)鍍膜：采用電鍍儀器在步驟s6基礎(chǔ)上電鍍形成al2o3層；s8、包裝運(yùn)輸：將制備好的硬質(zhì)合金刀片進(jìn)行運(yùn)輸和包裝。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種硬質(zhì)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(jìn)行攪拌的時(shí)間為5

?

7min，攪拌裝置的轉(zhuǎn)速控制在60

?

70r/min。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種硬質(zhì)合金刀片的制備方法，其特征在于：所述步驟s2中的球磨機(jī)采用傾斜式球磨機(jī)。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種硬質(zhì)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(jié)的溫度為1500

?

1600攝氏度，正壓脫脂的時(shí)間為1

?

3小時(shí)，真空燒結(jié)時(shí)間為2

?

4小時(shí)，分壓燒結(jié)時(shí)間為2

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4小時(shí)、終溫?zé)Y(jié)時(shí)間為1

?

2小時(shí)。

技術(shù)總結(jié)

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

技術(shù)研發(fā)人員：彭洪 彭虎 樊文娟

受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖北刃鋒精工有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.07.02

技術(shù)公布日：2021/11/16