專利名稱：一種便于硬質(zhì)合金工件重涂的硬質(zhì)涂層制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種便于硬質(zhì)合金工件重涂的硬質(zhì)涂層制備方法，可克服目前常用硬質(zhì)涂層退鍍液在退鍍過程中對硬質(zhì)合金基材造成的不良影響。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)合金常用材料為WC-Co，是目前用途最廣的切削刀具材料。隨著對刀具性能要求的不斷提高，硬質(zhì)涂層技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到切削刀具領(lǐng)域。通過在硬質(zhì)合金刀具表面用物理氣相沉積的方法涂覆TiN、TiAlN、AlTiN、TiCN等硬質(zhì)涂層可以大幅度提高切削刀具的使用壽命和切削效率。為了能夠更有效的降低刀具的使用成本，在涂層刀具失效以前可進行重涂處理。傳統(tǒng)的重涂處理包括以下步驟1.重磨，即重新磨制已使用刀具的刃口 ；2.退鍍將舊有的涂層去除；3.重涂重新涂覆硬質(zhì)涂層。經(jīng)過重涂后的刀具則具備再次使用的條件，因此重涂技術(shù)成為一項有重大發(fā)展前景的領(lǐng)域。目前國際上已經(jīng)開展了此類工作，國內(nèi)也在進行積極的嘗試工作。硬質(zhì)涂層的退鍍目前多數(shù)采用溶液化學方法，即采用強氧化介質(zhì)對涂層進行溶解，實現(xiàn)去除涂層的目的。該方法能夠有效的去除TiN、TiAlN、AlTiN、TiCN等常用涂層。典型配方為H2O2和NH4OH,比例3 I。由于該類化學試劑在與硬質(zhì)合金基材接觸時會導致硬質(zhì)合金表層的Co大量溶解，導致硬質(zhì)合金表層出現(xiàn)貧Co層，從而使得刀具的表層粗糙度大幅上升、表面強度大幅度下降，嚴重影響其重涂后的使用效果，因此該類配方不適用于硬質(zhì)合金基材的退鍍。國際市場上也有新開發(fā)的對硬質(zhì)合金基材沒有顯著影響的退鍍劑，如瑞士的Deconex系列產(chǎn)品，但其價格非常昂貴，不適于批量推廣。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種便于硬質(zhì)合金工件重涂的硬質(zhì)涂層制備方法，其特征在于(I)將硬質(zhì)合金工件用傳統(tǒng)方法進行前處理(如工件為已涂層工件則還需在前處理之前進行重磨和退鍍)； (2)將硬質(zhì)合金工件裝入真空室，將真空室抽至背底真空；(3)將工件加熱至所需溫度；(4)通過載能離子轟擊工件以露出新鮮表面；(5)在工件表面沉積至少一層硬質(zhì)涂層退鍍液不能溶解的保護膜，所述保護膜可為單層膜、多層膜、梯度膜等，其厚度為O. 05-2微米，其中優(yōu)選O. 1-1微米；(6)以常規(guī)制備硬質(zhì)涂層的方法在工件表面沉積硬質(zhì)涂層。本發(fā)明提供的硬質(zhì)涂層制備方法的特點在于在硬質(zhì)合金工件的表面沉積了一層厚度相對較薄的退鍍液不能溶解的保護膜，因此在使用溶液化學法退鍍的時候能夠很好的保護工件的基材。而保護膜則通過真空下的離子刻蝕去除。不直接采用離子刻蝕去除全部涂層的原因是傳統(tǒng)的硬質(zhì)涂層厚度通常在2 10微米之間，通常離子刻蝕的速率大約在每小時I微米左右，因此，全部采用離子刻蝕去除硬質(zhì)涂層的成本太高。而溶液化學法術(shù)可以在大氣下除去絕大部分涂層，僅僅留下厚度較薄的保護層。而此厚度相對較薄的保護膜通過離子刻蝕通常只需要較短的時間即可完全去除，且對基材不造成任何影響。這樣，經(jīng)使用的涂層刀具上的所有涂層均可去除并露出工件基材的新鮮表面，利于后續(xù)使用常規(guī)方法沉積硬質(zhì)涂層。該發(fā)明較好的結(jié)合傳統(tǒng)的溶液法退鍍技術(shù)和真空下的離子刻蝕技術(shù)，操作簡便且成本低廉，能較好的解決硬質(zhì)合金工件在重涂時退鍍液對基材的不良影響。
具體實施例方式下面對本發(fā)明作進一步描述實施例I :(I)將未經(jīng)使用的硬質(zhì)合金工件用清洗液進行清洗； (2)將工件烘干后裝入真空室，將真空室抽氣至背底真空；(3)將工件加熱至450°C并保溫；(4)打開離子源，將Ar氣通入真空室，通過載能Ar離子轟擊工件20分鐘以去除工件表面的氧化膜；(5)在工件的表面沉積一層厚度為O. 5微米的Cr/CrN保護層；(6)在Cr/CrN保護層上按照傳統(tǒng)的方法沉積2. 5微米的TiN涂層。本實施例適用于未經(jīng)使用的硬質(zhì)合金工件上制備TiN涂層。實施例2:(I)按照實施例I中步驟(1)-(5)對未經(jīng)使用的硬質(zhì)合金工件進行處理；(2)在Cr/CrN保護層上按照傳統(tǒng)的方法沉積3微米的AlTiN涂層。本實施例適用于未經(jīng)使用的硬質(zhì)合金工件上制備AlTiN涂層。實施例3 (I)按照實施例I中步驟(1)-(5)對未經(jīng)使用的硬質(zhì)合金工件進行處理；(2)在Cr/CrN保護層上按照傳統(tǒng)的方法沉積2. 5微米的TiCN涂層。本實施例適用于未經(jīng)使用的硬質(zhì)合金工件上沉積TiCN涂層。實施例4 (I)將按本發(fā)明制備的已使用的TiN涂層硬質(zhì)合金工件在失效前進行重磨；(2)將重磨后的工件進行退鍍，退鍍液配方為H2O2和NH4OH,比例為3 I。(3)將退鍍后的硬質(zhì)合金工件用清洗液進行清洗；(4)將工件烘干后裝入真空室，將真空室抽氣至背底真空；(5)將工件加熱至450°C并保溫；(6)打開離子源，將Ar氣通入真空室，通過載能Ar離子轟擊工件60分鐘以去除工件表面的氧化膜以及保護膜Cr/CrN層；(7)在工件的表面沉積一層厚度為O. 5微米的Cr/CrN保護層；(8)在Cr/CrN保護層上按照傳統(tǒng)的方法沉積5微米的TiN/AlTiN納米多層涂層。本實施例適用于已使用的TiN涂層硬質(zhì)合金工件上重涂TiN/AlTiN納米多層硬質(zhì)涂層。實施例5
(I)將按本發(fā)明制備的已使用的TiCN涂層硬質(zhì)合金工件在失效前進行重磨；(2)按照實施例4中步驟(2)-(7)對重磨后的硬質(zhì)合金工件進行處理；(3)在Cr/CrN保護層上按照傳統(tǒng)的方法沉積3微米的TiCN涂層。本實施例適用于已使用的TiCN涂層硬質(zhì)合金工件上重涂TiCN涂層。本發(fā)明提供的硬質(zhì)涂層制備方法能使用傳統(tǒng)的退鍍液進行退膜，并能很好的保護硬質(zhì)合金基材不受退鍍液的影響。本發(fā)明操作簡便、成本低廉，便于推廣。·
權(quán)利要求
1.一種便于硬質(zhì)合金工件重涂的硬質(zhì)涂層制備方法，其特征在于 (1)將硬質(zhì)合金工件用傳統(tǒng)方法進行前處理； (2)將硬質(zhì)合金工件裝入真空室，將真空室抽至背底真空； (3)將工件加熱至所需溫度； (4)通過載能離子轟擊工件以露出新鮮表面； (5)在工件表面沉積至少一層硬質(zhì)涂層退鍍液不能溶解的保護膜； (6)以常規(guī)制備硬質(zhì)涂層的方法在工件表面沉積硬質(zhì)涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便于硬質(zhì)合金工件重涂的硬質(zhì)涂層制備方法，還包括如果工件為已涂層工件則還需在步驟(I)之前進行重磨和退鍍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便于硬質(zhì)合金工件重涂的硬質(zhì)涂層制備方法，其中，所述保護膜可為單層膜、多層膜、梯度膜等。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的便于硬質(zhì)合金工件重涂的硬質(zhì)涂層制備方法，其中，所述保護膜的厚度為O. 05-2微米，其中優(yōu)選O. 1-1微米。
5.一種硬質(zhì)合金涂層工件、包括 在工件表面沉積的至少一層硬質(zhì)涂層退鍍液不能溶解的保護膜。
全文摘要
一種便于硬質(zhì)合金工件重涂的硬質(zhì)涂層制備方法，包括(1)將硬質(zhì)合金工件用傳統(tǒng)方法進行前處理(如工件為已涂層工件則還需在前處理之前進行重磨和退鍍)；(2)將硬質(zhì)合金工件裝入真空室，將真空室抽至背底真空；(3)將工件加熱至所需溫度；(4)通過載能離子轟擊工件以露出新鮮表面；(5)在工件表面沉積至少一層硬質(zhì)涂層退鍍液不能溶解的保護膜；(6)以常規(guī)制備硬質(zhì)涂層的方法在工件表面沉積硬質(zhì)涂層。本發(fā)明提供的硬質(zhì)涂層制備方法較好結(jié)合了傳統(tǒng)的溶液法退鍍技術(shù)和真空下的離子刻蝕技術(shù)，操作簡便且成本低廉，能較好的解決硬質(zhì)合金工件在重涂時傳統(tǒng)硬質(zhì)涂層退鍍液對基材的不良影響。
文檔編號C23C14/02GK102899607SQ20111020992
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者徐健, 張云龍, 鄧朝陽 申請人:無錫啟恒科技有限公司