[发明专利]用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具及其制备方法

权利要求书

1.一种用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具，其特征在于：所述硬质合金刀具包含合金基底与设于所述合金基底表面的纳米涂层，

所述合金基底以质量百分含量计包含：TiC 10～15％，Co 0.3～0.6％，Mo 0.3％～0.4％，Mn 0.8％～1.6％，Nb 0.3％～0.4％，Cr 1.0％～1.6％，Al0.6％～1.0％，余量为WC；

所述纳米涂层为TiAlN纳米涂层。

2.根据权利要求1所述的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具，其特征在于，所述合金基底以质量百分含量计包含：TiC 12％，Co 0.5％，Mo 0.4％，Mn 1.0％，Nb 0.4％，Cr 1.2％，Al 0.8％，余量为WC。

3.根据权利要求1所述的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具，其特征在于，所述合金基底的厚度为4～10mm。

4.根据权利要求1所述的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具，其特征在于，所述TiAlN纳米涂层为TiAl₁₀N-TiAl₂₀N-TiAl₃₀N梯度涂层，所述TiAl₁₀N-TiAl₂₀N-TiAl₃₀N梯度涂层的总厚度为2～3μ m 。

5.根据权利要求1所述的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具，其特征在于，所述合金基底与所述TiAlN纳米涂层之间还设有ZrO₂镀层，所述ZrO₂镀层的厚度为0.5～1μ m 。

6.一种用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具的制备方法，其特征在于，包含下述步骤：

(1)以烧结法制备硬质合金刀具的合金基底，所述合金基底以质量百分含量计包含：TiC 10～15％，Co 0.3～0.6％，Mo 0.3％～0.4％，Mn 0.8％～1.6％，Nb 0.3％～0.4％，Cr 1.0％～1.6％，Al 0.6％～1.0％，余量为WC；

(2)在步骤(1)制备得到的合金基底的表面，以电弧离子镀沉积法制备TiAlN纳米涂层。

7.根据权利要求6所述的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具的制备方法，其特征在于，所述以烧结法制备硬质合金刀具的合金基底的步骤包含：

(a)以质量百分含量计，称取下述原料：TiC 10～15％，Co 0.3～0.6％，Mo 0.3％～0.4％，Mn 0.8％～1.6％，Nb 0.3％～0.4％，Cr 1.0％～1.6％，Al0.6％～1.0％，余量为WC；

(b)取步骤(a)中称取的原料，与球磨介质一起加入球磨机中进行湿磨，将湿磨后得到的浆料蒸干，加入成型剂，烘干过筛；然后将得到的合金粉末压制成型后，于真空炉中在1500～1800℃保温50～80分钟，最后置于惰性气氛保护的加压炉中，以1500～1800℃烧结60～90分钟，即制备得到所述合金基底。

8.根据权利要求7所述的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具的制备方法，其特征在于，所述球磨介质为丙酮，所述成型剂为石蜡，所述惰性气氛为氩气。

9.根据权利要求6所述的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具的制备方法，其特征在于，所述以电弧离子镀沉积法制备TiAlN纳米涂层的步骤为：在合金基底的表面用电弧离子镀沉积法依次沉积TiAl₁₀N层、TiAl₂₀N层和TiAl₃₀N层，制得TiAl₁₀N-TiAl₂₀N-TiAl₃₀N梯度涂层；其中，所述TiAl₁₀N层、TiAl₂₀N层和TiAl₃₀N层的沉积时间分别为25～30分钟。

10.根据权利要求6所述的用于切削碳纤维或玻璃纤维的硬质合金刀具的制备方法，其特征在于：在所述步骤(1)和步骤(2)之间，还包含下述步骤：在所述合金基底的表面，以等离子喷涂法制备ZrO₂镀层。