[发明专利]一种刀具刀片及其制备方法

权利要求书

1.一种刀具刀片，其特征是，该刀片为复合式c-BN刀片，由硬质合金刀体焊c-BN刀刃构成，所述复合式c-BN刀片上施镀有TiN涂层。

2.根据权利要求1所述的一种刀具刀片，其特征是，利用X射线衍射仪测得TiN为面心立方晶体结构，在探测角2θ＝30°～80°范围内测量只出现TiN(111)衍射峰和TiN(200)衍射峰，在36.8°处出现TiN(111)衍射峰，42.8°处出现TiN(200)衍射峰；

测量TiN(200)衍射峰强度I(200)与TiN(111)衍射峰强度I(111)之间的关系K在0.8～1之间，

I(200)I(200)+I(111)=K]]>

测量TiN(111)衍射峰的半高宽宽度为0.25°～0.28°，TiN(200)衍射峰的半高宽宽度为0.28°～0.31°。

3.根据权利要求1所述的一种刀具刀片，其特征是，所述TiN涂层的晶粒大小为27～35nm，厚度为0.4μm～1.5μm，密度为4.5～5.3g/cm³。

4.根据权利要求1所述的一种刀具刀片，其特征是，所述TiN涂层与c-BN复合式刀片之间的结合力大于60N，涂层硬度为28GPa。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的刀具刀片的制备方法，包括在硬质合金刀体焊c-BN刀刃制成复合式c-BN刀片，其特征是，还包括以下步骤：

1)清洗复合式c-BN刀片；

2)安装靶材和刀片；

3)靶材预溅射：将背底真空抽至2.0×10^-3Pa以下，再充入氩气，并调节靶电源功率为200W，然后开启电源，预先溅射靶材10～30min；

4)沉积TiN涂层：当背底真空低于2.0×10^-5Pa时，充入高纯氩气和氮气，两者的流量比Ar:N₂为1～3，并保持气压为0.3～0.7Pa；

设置射频电源的频率为30～100MHz，同时设置射频电源功率P_RF为200～500W、直流电源功率P_DC为200～350W，并调节f_RF为0.4～0.6，f_RF＝P_RF/(P_DC+P_RF)；

再开启电源，在复合式c-BN刀片上低温制备出高结合力的TiN涂层，低温为小于200℃的温度，最终制得该刀具刀片。

6.根据权利要求5所述的刀具刀片的制备方法，其特征是，步骤1)中，所述复合c-BN刀片清洗方式为化学清洗和等离子体辉光刻蚀清洗。

7.根据权利要求6所述的刀具刀片的制备方法，其特征是，所述化学清洗具体为：将复合式c-BN刀片依次放入丙酮、酒精中，分别超声波清洗10～20min，然后在温度为80～100℃的干燥箱里鼓风干燥1～2h，或在上述干燥箱里采用纯度为99.99％的高纯N₂吹干。

8.根据权利要求6或7所述的刀具刀片的制备方法，其特征是，所述等离子体辉光刻蚀清洗具体为：将化学清洗后的复合式c-BN刀片安装在真空腔中可旋转的样品台上，利用氩气产生的等离子体对基片刻蚀5～20min，使得刀片表面附着的水分子、气体分子或者微尘颗粒被完全轰击掉，提高刀片表面与沉积原子之间的亲和力。