[发明专利]一种利用预切削法制备低摩擦系数涂层刀具的方法及刀具

说明书

本发明公开了一种利用预切削法制备低摩擦系数涂层刀具的方法及刀具，其技术方案为：利用刀具对至少两种低摩擦系数涂层材料的预切削工件进行逐次预切削，使低摩擦系数涂层材料涂覆于刀具表面，并在刀具表面形成复合低摩擦系数涂层。本发明利用刀具对低摩擦系数涂层材料进行预切削，从而得到低摩擦系数涂层刀具，工艺简单，无需复杂设备支持，成本低。

技术领域

本发明涉及切削刀具涂层技术领域，尤其涉及一种利用预切削法制备低摩擦系数涂层刀具的方法及刀具。

背景技术

随着材料科学和高端装备制造业的持续发展，具有高强度、高硬度等优异性能或高脆性新材料不断涌现并发挥出重要作用，为装备材料与零件及整机的服役性能和工作可靠性提供了保障。然而，材料性能与其切削加工性往往呈现互斥矛盾关系，即高性能材料往往难加工，所以难加工材料及零件一直面临加工效率低、加工质量差等技术瓶颈，为切削加工领域提出了严峻的挑战。先进刀具技术是实现难加工材料高质高效切削的有效技术手段。

低摩擦系数涂层可减小刀具与工件材料的粘结、减轻摩擦磨损、降低切削力和切削温度。虽然超硬涂层刀具技术相对成熟，但诸如航空航天领域使用的高强度铝合金、钛合金或贵金属材料等因被加工材料与涂层之间的扩散并不适合用超硬涂层刀具加工，仍主要使用无涂层的硬质合金刀具；此外，对于航空发动机中广泛使用的高温合金，因其加工硬化严重，使用超硬涂层刀具的加工效果同样不甚理想，而低摩擦系数涂层刀具的开发则可较好地解决上述材料的加工问题。

刀具低摩擦系数涂层在切削条件下具有优良的摩擦学特性，如摩擦系数低、承载极限高、高温下化学稳定性好、物性变化小、能适应较宽的工作温度范围和摩擦副运动速度范围，适于在高温、高速和大载荷等特殊环境条件下使用。与超硬涂层刀具制备技术相似，低摩擦系数涂层刀具的制备技术主要包括物理气相沉积法和化学气相沉积法，所需设备和技术操作要求较高，工艺过程复杂，成本较高，导致后续的零件加工制造成本较高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种利用预切削法制备低摩擦系数涂层刀具的方法及刀具，利用刀具对低摩擦系数涂层材料进行预切削，从而得到低摩擦系数涂层刀具，工艺简单，无需复杂设备支持，成本低。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种利用预切削法制备低摩擦系数涂层刀具的方法，利用刀具对至少两种低摩擦系数涂层材料的预切削工件进行逐次预切削，使低摩擦系数涂层材料涂覆于刀具表面，并在刀具表面形成复合低摩擦系数涂层。

作为进一步的实现方式，选用硅铝合金和球墨铸铁作为低摩擦系数涂层材料。

作为进一步的实现方式，先用刀具对硅铝合金进行预切削，之后对球墨铸铁进行预切削。

作为进一步的实现方式，刀具每次预切削的时间为2～3s。

作为进一步的实现方式，刀具采用干切削方式加工低摩擦系数涂层材料。

作为进一步的实现方式，预切削两种低摩擦系数涂层材料时，均采用高速、小进给和大切深的切削用量。

作为进一步的实现方式，利用X射线能量色散谱或X射线光电子能谱测试刀具与预切削工件接触区域的涂层材料粘附及均匀分布情况。

作为进一步的实现方式，或者利用刀具对一种低摩擦系数涂层材料进行预切削，形成单一低摩擦系数涂层刀具。

第二方面，本发明实施例还提供了一种低摩擦系数涂层刀具，采用所述的利用预切削法制备低摩擦系数涂层刀具的方法制成。

作为进一步的实现方式，包括基体，所述基体表面涂覆有低摩擦系数涂层。

上述本发明的实施例的有益效果如下：