[发明专利]一种硬质合金刀具处理工艺

说明书

本发明公开了一种硬质合金刀具处理工艺，其具体工艺步骤为：第一步、将硬质合金刀具前刀面抛光至镜面，再进行超声波清洗；第二步、采用飞秒激光在刀具前刀面刀‑屑接触区加工出均匀分布的纳米级织构；第三步、对所述化学气相沉积真空室抽真空，在射频功率为100～300W时产生的大量氩离子对工件表面进行轰击、清洗；第四步、由此制备得到刀具前刀面刀‑屑接触区纳米级织构参数为：织构槽宽为50‑400nm，织构深度为50‑300nm，织构间距为100‑800nm；第五步、将飞秒激光加工后的刀具分别在酒精和丙酮中超声清洗；第六步、在真空室压力下向真空室内通入Ar气和CH4。本发明可以为涂层提供良好的附着表面，提高硬质合金刀具的使用性能。

技术领域

本发明涉及一种刀具制造工艺，具体涉及一种硬质合金刀具处理工艺。

背景技术

对刀具进行涂层处理是提高刀具性能的重要途径之一，涂层刀具的出现，使刀具切削性能有了重大突破。涂层刀具是在韧性较好刀体上，涂覆一层或多层耐磨性好的难熔化合物，它将刀具基体与硬质涂层相结合，从而使刀具性能大大提高,涂层刀具可以提高加工效率、提高加工精度、延长刀具使用寿命、降低加工成本。涂层刀具既保持了基体良好的韧性和较高的强度，又具有涂层的高硬度、高耐磨性和低摩擦系数。与未涂层刀具相比，涂层刀具的切削速度和刀具寿命显著提高。

增强涂层与刀具基体之间的附着力是提高涂层刀具性能的关键技术之一。大量研究表明，涂层之前对刀具基体表面进行预处理可提高基体与涂层之间的附着力。传统的预处理方法有：机械磨削、研磨抛光、喷砂处理、机械磨削+微喷砂、抛光+微喷砂处理等，这些方法作为PVD、CVD刀具涂层前的预处理工艺，适合于对各种硬质合金刀具表面涂层前进行预处理，已在国内外硬质合金刀具涂层行业得到了广泛应用。

在孔加工中，由于硬质合金既有良好的耐磨性又有较高的断裂韧性，是制备刀具的理想材料，且可制成形状复杂的刀具，使其成为一种传统的、经济有效的刀具材料而得到大规模应用。但碳纤维的高硬度，使刀具磨损加快，刀具耐用度低，另外，碳纤维增强复合材料各向异性，层间结合强度低，切削时易产生分层和撕裂等缺陷，加工质量难以保证。因此，在复合材料孔加工方面，硬质合金麻花钻头存在着耐用度偏低、加工质量无法保证等瓶颈问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种硬质合金刀具处理工艺，为涂层提供良好的附着表面，提高硬质合金刀具的使用性能。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种硬质合金刀具处理工艺，其具体工艺步骤为：

第一步、将硬质合金刀具前刀面抛光至镜面，再依次经过清洁剂、自来水、丙酮、去离子水、混合酸和去离子水进行超声波清洗；以及将经过超声波清洗后的硬质合金刀具在烘箱中烘干并装卡在化学气相沉积真空室的旋转支架上，去除表面污染层；

第二步、采用飞秒激光在刀具前刀面刀-屑接触区加工出均匀分布的纳米级织构，飞秒激光加工参数为：单脉冲能量为1.75-2.75μJ，扫描速度为125-2000μm/s，扫描间距为1-10μm、扫描遍数为1-6遍；

第三步、对所述化学气相沉积真空室抽真空，然后向真空室通入Ar气；在真空室压力为2～5Pa时开启旋转支架和射频电源，在射频功率为100～300W时产生的大量氩离子对工件表面进行轰击、清洗10～15min；

第四步、由此制备得到刀具前刀面刀-屑接触区纳米级织构参数为：织构槽宽为50-400nm，织构深度为50-300nm，织构间距为100-800nm；

第五步、将飞秒激光加工后的刀具分别在酒精和丙酮中超声清洗各20min，干燥后，即可进行表面涂层处理；

第六步、在真空室压力下向真空室内通入Ar气和CH4；真空室压力为3～15Pa时开启射频电源，在射频功率150～300W，硬质合金刀具直流偏压为-1500V～-200V下沉积20～60min。