切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的製作方法
2023-11-01 06:40:22
專利名稱：切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層。
背景技術：
切削鋸鑽工具包括高速切削鋸鑽工具、高溫合金切削鋸鑽工具、特種合金切削鋸鑽工具、有色合金切削鋸鑽工具、不鏽鋼切削鋸鑽工具等，這些切削鋸鑽工具都是工作在複雜惡劣的環境中，所以切削鋸鑽工具面臨著諸如高溫強度、抗高溫氧化、抗腐蝕、抗衝刷、抗衝擊、抗老化、抗疲勞、抗磨損及延長切削鋸鑽工具的使用壽命的問題；現在已經比較成熟的澱積固體薄膜的加工技術包括真空蒸發、磁控濺射、離子束濺射、離子鍍、液相外延、化學束外延、分子束外延、脈衝雷射澱積、電化學澱積、化學氣相沉積及物理氣相沉積；而在現在的澱積固體薄膜的加工技術領域裡，往往只使用單一的薄膜材料，而單一的薄膜材料有較多的局限性，效果也有限；所以，為了提高切削鋸鑽工具的表面具有很好的高溫強度、抗高溫氧化、抗腐蝕、抗衝刷、抗衝擊、抗老化、抗疲勞、抗磨損及延長切削鋸鑽工具的使用壽命的性能的目的，所以需要一種切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層。
發明內容
本發明的目的在於提供一種切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層。
本發明的技術方案本發明是一種切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層，本切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層可以利用通用的澱積固體薄膜的加工技術加以實現，該澱積固體薄膜的加工技術包括真空蒸發、磁控濺射、離子束濺射、離子鍍、液相外延、化學束外延、分子束外延、脈衝雷射澱積、電化學澱積、化學氣相沉積及物理氣相沉積；該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的基本方法是使用澱積固體薄膜的技術，在切削鋸鑽工具的表面澱積一種及一種以上的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層；該硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層用以使切削鋸鑽工具的表面發生材料的表面改性。
上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是高速鋼；或上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是優質碳素鋼；或上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是純鈦；或上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是高溫合金；或上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是有色合金；或上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是不鏽鋼；或上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是特種合金。
上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料包括氧化鈦(TiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)、氮化鋯(ZrN)、銀化鎢(WAg)、氧化矽(SiO2)、碳化硼(B4C)、氮化硼(BN)、氮化矽(Si3N4)、氮化鋁(AlN)、氧化鈷(CoO)、氧化鎂(MgO)、氧化鉻(Cr2O3)；該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料具有很好的高溫強度，該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的塗層材料還具有很好的抗高溫氧化、抗腐蝕、抗衝刷、抗衝擊、抗老化、抗疲勞、抗磨損及延長切削鋸鑽工具的使用壽命的性能，該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料還具有很好的自潤滑的性能；該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料可以單獨選擇其中的一種使用；或該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料可以選擇其中的幾種組合後使用，達到強化「納米效應」的目的。
上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料在單獨選擇其中的一種使用時的基本性能為熔點為1600℃至2850℃之間，硬度為10Gpa至52Gpa之間，密度為2.2g/cm-3至5.8g/cm-3之間，楊氏模量為150Gpa至670Gpa之間，線性膨脹係數為0.000002K-1至0.0000095K-1之間，熱導率為1.2W(mK)-1至85W(mK)-1之間；上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料在選擇其中的幾種組合後使用時的基本性能可以提高1％至20％。
上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料包括氮化鈦(TiN)、碳化鈦(TiC)、氮化鉿(HfN)、鋁化鈦(TiAl)、碳化鉿(HfC)、碳化鉭(TaC)、碳化鎢(WC)、氮化鋁鈦(TiAlN)、氮碳化鈦(TiCN)、鋯化鋁鈦(TiAlZr)、鈮化鋁鈦(TiAlNb)、鎳鋯化鈦(TiZrNi)、鋁化鎳(NiAl)、硼化鈦(TiB2)；該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的塗層的金屬間化合物材料是硬質複合納米陶瓷薄膜與基底靶材料之間的擴散過渡層，使該硬質複合納米陶瓷的塗層的金屬間化合物材料具有保證硬質複合納米陶瓷薄膜對於基底靶材料能夠有很好的附著性能，還使該硬質複合納米陶瓷的塗層的金屬間化合物材料具有消除硬質複合納米陶瓷薄膜的殘餘應力的效果，還使該硬質複合納米陶瓷的塗層的金屬間化合物材料具有提高硬質複合納米陶瓷薄膜的抗老化、抗疲勞及抗衝擊力的功能；該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料可以單獨選擇其中的一種使用；或該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料可以選擇其中的幾種組合後使用，達到強化「納米效應」的目的。
上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料在單獨選擇其中的一種使用時的基本性能為熔點為2750℃至4050℃之間，硬度為15Gpa至31Gpa之間，密度為4.42g/cm-3至15.9g/cm-3之間，楊氏模量為450Gpa至730Gpa之間，線性膨脹係數為0.0000039K-1至0.00000955K-1之間，熱導率為12W(mK)-1至35W(mK)-1之間；上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料在選擇其中的幾種組合後使用時的基本性能可以提高1％至20％。
切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的基本工藝方法如下；A、將切削鋸鑽工具的表面用揮發性有機溶劑並且藉助超聲波進行清洗，以清除各種汙物；B、可選擇利用上述的基本通用的澱積固體薄膜的加工技術中的其中的一種完成全部塗層的工藝；C、首先將選定材料種類及配方的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料，切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料上形成若干層納米結構的金屬間化合物材料的薄膜，每一層金屬間化合物材料的薄膜的調質及調製周期為5納米至100納米，以控制每一層金屬間化合物材料的薄膜的厚度，達到強化「納米效應」的目的，該金屬間化合物材料的薄膜的整體厚度不超過30微米；D、之後將選定材料種類及配方的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料，在上述的切削鋸鑽工具的表面的金屬間化合物材料的薄膜上形成若干層納米結構的外部塗層材料的薄膜，每一層外部塗層材料的薄膜的調質及調製周期為5納米至100納米，以控制每一層外部塗層材料的薄膜的厚度，達到強化「納米效應」的目的，該外部塗層材料的薄膜的整體厚度不超過30微米；E、在經過自然冷卻以消除該硬質複合納米陶瓷的塗層的殘餘應力之後，即完成該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的基本工藝方法。
該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的總體維氏硬度HV不小於3350。
該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的整體厚度不超過60微米。
上述的切削鋸鑽工具包括高速切削鋸鑽工具、高溫合金切削鋸鑽工具、特種合金切削鋸鑽工具、有色合金切削鋸鑽工具、不鏽鋼切削鋸鑽工具。
本發明具有積極的使用效果由於本切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層可以利用通用的澱積固體薄膜的加工技術加以實現，該澱積固體薄膜的加工技術包括真空蒸發、磁控濺射、離子束濺射、離子鍍、液相外延、化學束外延、分子束外延、脈衝雷射澱積、電化學澱積、化學氣相沉積及物理氣相沉積；該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的基本方法是使用澱積固體薄膜的技術，在切削鋸鑽工具的表面澱積一種及一種以上的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層；該硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層用以使切削鋸鑽工具的表面發生材料的表面改性；上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是高速鋼；或上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是優質碳素鋼；上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料包括氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、氮化鋯(ZrN)、銀化鎢(WAg)、碳化硼(B4C)、氮化硼(BN)、氮化鋁(AlN)、氧化鈷(CoO)、氧化鉻(Cr2O3)；該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料具有很好的高溫強度，該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的塗層材料還具有很好的抗高溫氧化、抗腐蝕、抗衝刷、抗衝擊、抗老化、抗疲勞、抗磨損及延長切削鋸鑽工具的使用壽命的性能，該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料還具有很好的自潤滑的性能；該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料可以單獨選擇其中的一種使用；或該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料可以選擇其中的幾種組合後使用，達到強化「納米效應」的目的；上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料在單獨選擇其中的一種使用時的基本性能為熔點為1600℃至2850℃之間，硬度為10Gpa至52Gpa之間，密度為2.2g/cm-3至5.8g/cm-3之間，楊氏模量為150Gpa至670Gpa之間，線性膨脹係數為0.000002K-1至0.0000095K-1之間，熱導率為1.2W(mK)-1至85W(mK)-1之間；上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料在選擇其中的幾種組合後使用時的基本性能可以提高1％至20％；上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料包括氮化鈦(TiN)、碳化鈦(TiC)、氮化鉿(HfN)、碳化鉿(HfC)、碳化鉭(TaC)、氮化鋁鈦(TiAlN)、氮碳化鈦(TiCN)、鈮化鋁鈦(TiAlNb)、鋁化鎳(NiAl)；該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的塗層的金屬間化合物材料是硬質複合納米陶瓷薄膜與基底靶材料之間的擴散過渡層，使該硬質複合納米陶瓷的塗層的金屬間化合物材料具有保證硬質複合納米陶瓷薄膜對於基底靶材料能夠有很好的附著性能，還使該硬質複合納米陶瓷的塗層的金屬間化合物材料具有消除硬質複合納米陶瓷薄膜的殘餘應力的效果，還使該硬質複合納米陶瓷的塗層的金屬間化合物材料具有提高硬質複合納米陶瓷薄膜的抗老化、抗疲勞及抗衝擊力的功能；該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料可以單獨選擇其中的一種使用；或該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料可以選擇其中的幾種組合後使用，達到強化「納米效應」的目的；上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料在單獨選擇其中的一種使用時的基本性能為熔點為2750℃至4050℃之間，硬度為15Gpa至31Gpa之間，密度為4.42g/cm-3至15.9g/cm-3之間，楊氏模量為450Gpa至730Gpa之間，線性膨脹係數為0.0000039K-1至0.00000955K-1之間，熱導率為12W(mK)-1至35W(mK)-1之間；上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料在選擇其中的幾種組合後使用時的基本性能可以提高1％至20％；該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的總體維氏硬度HV不小於3350；該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的整體厚度不超過60微米；上述的切削鋸鑽工具包括高速切削鋸鑽工具、高溫合金切削鋸鑽工具、特種合金切削鋸鑽工具、有色合金切削鋸鑽工具、不鏽鋼切削鋸鑽工具；所以可達到切削鋸鑽工具的表面使用了硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層之後，該硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層可以使切削鋸鑽工具的表面發生材料的表面改性，從而提高了切削鋸鑽工具的表面具有很好的高溫強度、抗高溫氧化、抗腐蝕、抗衝刷、抗衝擊、抗老化、抗疲勞、抗磨損及延長切削鋸鑽工具的使用壽命的性能的目的。本發明為安全可靠、性能穩定、使用廣泛的一種切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層。
具體實施例方式
實施例本發明的本實施例的一種切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層符合相關技術標準；本發明的本實施例的工藝方法如下本切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層可以利用通用的澱積固體薄膜的加工技術加以實現，該澱積固體薄膜的加工技術包括真空蒸發、磁控濺射、離子束濺射、離子鍍、液相外延、化學束外延、分子束外延、脈衝雷射澱積、電化學澱積、化學氣相沉積及物理氣相沉積；該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的基本方法是使用澱積固體薄膜的技術，在切削鋸鑽工具的表面澱積一種及一種以上的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層，在本實施例中，可以選擇在切削鋸鑽工具的表面澱積一種以上的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層；該硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層用以使切削鋸鑽工具的表面發生材料的表面改性；在本實施例中，可以選擇上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是優質碳素鋼；在其他實施例中，或可以選擇上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是高速鋼；或可以選擇上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是純鈦；或可以選擇上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是高溫合金；或可以選擇上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是有色合金；或可以選擇上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是不鏽鋼；或可以選擇上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是特種合金；上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料包括氧化鈦(TiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)、氮化鋯(ZrN)、銀化鎢(WAg)、氧化矽(SiO2)、碳化硼(B4C)、氮化硼(BN)、氮化矽(Si3N4)、氮化鋁(AlN)、氧化鈷(CoO)、氧化鎂(MgO)、氧化鉻(Cr2O3)；該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料具有很好的高溫強度，該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的塗層材料還具有很好的抗高溫氧化、抗腐蝕、抗衝刷、抗衝擊、抗老化、抗疲勞、抗磨損及延長切削鋸鑽工具的使用壽命的性能，該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料還具有很好的自潤滑的性能；在本實施例中，可以選擇該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料可以選擇其中的幾種組合後使用，選定的外部塗層材料為氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)及氧化鉻(Cr2O3)，該選定的外部塗層材料的配方為45％的(TiO2)、35％的氧化鋯(ZrO2)及20％的氧化鉻(Cr2O3)，達到強化「納米效應」的目的；在其他實施例中，或可以選擇該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料可以單獨選擇其中的一種使用；上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料在單獨選擇其中的一種使用時的基本性能為熔點為1600℃至2850℃之間，硬度為10Gpa至52Gpa之間，密度為2.2g/cm-3至5.8g/cm-3之間，楊氏模量為150Gpa至670Gpa之間，線性膨脹係數為0.000002K-1至0.0000095K-1之間，熱導率為1.2W(mK)-1至85W(mK)-1之間；上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料在選擇其中的幾種組合後使用時的基本性能可以提高1％至20％，在本實施例中，45％的(TiO2)、35％的氧化鋯(ZrO2)及20％的氧化鉻(Cr2O3)的三種組合後使用時的基本性能可以提高5％左右；上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料包括氮化鈦(TiN)、碳化鈦(TiC)、氮化鉿(HfN)、鋁化鈦(TiAl)、碳化鉿(HfC)、碳化鉭(TaC)、碳化鎢(WC)、氮化鋁鈦(TiAlN)、氮碳化鈦(TiCN)、鋯化鋁鈦(TiAlZr)、鈮化鋁鈦(TiAlNb)、鎳鋯化鈦(TiZrNi)、鋁化鎳(NiAl)、硼化鈦(TiB2)；該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的塗層的金屬間化合物材料是硬質複合納米陶瓷薄膜與基底靶材料之間的擴散過渡層，使該硬質複合納米陶瓷的塗層的金屬間化合物材料具有保證硬質複合納米陶瓷薄膜對於基底靶材料能夠有很好的附著性能，還使該硬質複合納米陶瓷的塗層的金屬間化合物材料具有消除硬質複合納米陶瓷薄膜的殘餘應力的效果，還使該硬質複合納米陶瓷的塗層的金屬間化合物材料具有提高硬質複合納米陶瓷薄膜的抗老化、抗疲勞及抗衝擊力的功能；在本實施例中，可以選擇該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料可以選擇其中的幾種組合後使用，選定的金屬間化合物材料為氮化鈦(TiN)、鋁化鎳(NiAl)及氮化鉿(HfN)，該選定的金屬間化合物材料的配方為35％的氮化鈦(TiN)、35％的鋁化鎳(NiAl)及30％的氮化鉿(HfN)，達到強化「納米效應」的目的；在其他實施例中，或可以選擇該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料可以單獨選擇其中的一種使用；上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料在單獨選擇其中的一種使用時的基本性能為熔點為2750℃至4050℃之間，硬度為15Gpa至31Gpa之間，密度為4.42g/cm-3至15.9g/cm-3之間，楊氏模量為450Gpa至730Gpa之間，線性膨脹係數為0.0000039K-1至0.00000955K-1之間，熱導率為12W(mK)-1至35W(mK)-1之間；上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料在選擇其中的幾種組合後使用時的基本性能可以提高1％至20％，在本實施例中，35％的氮化鈦(TiN)、35％的鋁化鎳(NiAl)及30％的氮化鉿(HfN)的三種組合後使用時的基本性能可以提高3.5％左右；切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的基本工藝方法如下；A、將切削鋸鑽工具的表面用揮發性有機溶劑並且藉助超聲波進行清洗，以清除各種汙物；B、可選擇利用上述的基本通用的澱積固體薄膜的加工技術中的其中的一種完成全部塗層的工藝，在本實施例中，可以選擇的加工技術為脈衝雷射澱積；C、首先將選定材料種類及配方的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料，切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料上形成若干層納米結構的金屬間化合物材料的薄膜，每一層金屬間化合物材料的薄膜的調質及調製周期為5納米至100納米，以控制每一層金屬間化合物材料的薄膜的厚度，達到強化「納米效應」的目的，該金屬間化合物材料的薄膜的整體厚度不超過30微米，在本實施例中，可以選擇切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料上形成15層至18層納米結構的金屬間化合物材料的薄膜，每一層金屬間化合物材料的薄膜的調質及調製周期為50納米左右，以控制每一層金屬間化合物材料的薄膜的厚度，達到強化「納米效應」的目的，該金屬間化合物材料的薄膜的整體厚度不超過12.5微米；D、之後將選定材料種類及配方的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料，在上述的切削鋸鑽工具的表面的金屬間化合物材料的薄膜上形成若干層納米結構的外部塗層材料的薄膜，每一層外部塗層材料的薄膜的調質及調製周期為5納米至100納米，以控制每一層外部塗層材料的薄膜的厚度，達到強化「納米效應」的目的，該外部塗層材料的薄膜的整體厚度不超過30微米，在本實施例中，可以選擇切削鋸鑽工具的表面的金屬間化合物材料上形成12層至16層納米結構的外部塗層材料的薄膜，每一層外部塗層材料的薄膜的調質及調製周期為55納米左右，以控制每一層外部塗層材料的薄膜的厚度，達到強化「納米效應」的目的，該外部塗層材料的薄膜的整體厚度不超過12.8微米；E、在經過自然冷卻以消除該硬質複合納米陶瓷的塗層的殘餘應力之後，即完成該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的基本工藝方法；該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的總體維氏硬度HV不小於3350，在本實施例中，該硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的總體維氏硬度HV可以控制在3400左右；該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的整體厚度不超過60微米；在本實施例中，該硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的整體厚度可以控制在25微米左右；上述的切削鋸鑽工具包括高速切削鋸鑽工具、高溫合金切削鋸鑽工具、特種合金切削鋸鑽工具、有色合金切削鋸鑽工具、不鏽鋼切削鋸鑽工具，在本實施例中，可以選擇為高速切削鋸鑽工具；所以可達到切削鋸鑽工具的表面使用了硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層之後，該硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層可以使切削鋸鑽工具的表面發生材料的表面改性，從而提高了切削鋸鑽工具的表面具有很好的高溫強度、抗高溫氧化、抗腐蝕、抗衝刷、抗衝擊、抗老化、抗疲勞、抗磨損及延長切削鋸鑽工具的使用壽命的性能的目的。
本發明為安全可靠、性能穩定、使用廣泛的一種切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層。
權利要求
1.一種切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層，本切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層可以利用通用的澱積固體薄膜的加工技術加以實現，該澱積固體薄膜的加工技術包括真空蒸發、磁控濺射、離子束濺射、離子鍍、液相外延、化學束外延、分子束外延、脈衝雷射澱積、電化學澱積、化學氣相沉積及物理氣相沉積；其特徵在於該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的基本方法是使用澱積固體薄膜的技術，在切削鋸鑽工具的表面澱積一種及一種以上的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層；該硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層用以使切削鋸鑽工具的表面發生材料的表面改性。
2.根據權利要求1所述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層，其特徵在於上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是高速鋼；或上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是優質碳素鋼；或上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是純鈦；或上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是高溫合金；或上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是有色合金；或上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是不鏽鋼；或上述的切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料可以是特種合金。
3.根據權利要求1所述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層，其特徵在於上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料包括氧化鈦(TiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)、氮化鋯(ZrN)、銀化鎢(WAg)、氧化矽(SiO2)、碳化硼(B4C)、氮化硼(BN)、氮化矽(Si3N4)、氮化鋁(AlN)、氧化鈷(CoO)、氧化鎂(MgO)、氧化鉻(Cr2O3)；該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料具有很好的高溫強度，該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的塗層材料還具有很好的抗高溫氧化、抗腐蝕、抗衝刷、抗衝擊、抗老化、抗疲勞、抗磨損及延長切削鋸鑽工具的使用壽命的性能，該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料還具有很好的自潤滑的性能；該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料可以單獨選擇其中的一種使用；或該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料可以選擇其中的兒種組合後使用，達到強化「納米效應」的目的。
4.根據權利要求3所述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層，其特徵在於上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料在單獨選擇其中的一種使用時的基本性能為熔點為1600℃至2850℃之間，硬度為10Gpa至52Gpa之間，密度為2.2g/cm-3至5.8g/cm-3之間，楊氏模量為150Gpa至670Gpa之間，線性膨脹係數為0.000002K-1至0.0000095K-1之間，熱導率為1.2W(mK)-1至85W(mK)-1之間；上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料在選擇其中的幾種組合後使用時的基本性能可以提高1％至20％。
5.根據權利要求1所述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層，其特徵在於上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料包括氮化鈦(TiN)、碳化鈦(TiC)、氮化鉿(HfN)、鋁化鈦(TiAl)、碳化鉿(HfC)、碳化鉭(TaC)、碳化鎢(WC)、氮化鋁鈦(TiAlN)、氮碳化鈦(TiCN)、鋯化鋁鈦(TiAlZr)、鈮化鋁鈦(TiAlNb)、鎳鋯化鈦(TiZrNi)、鋁化鎳(NiAl)、硼化鈦(TiB2)；該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的塗層的金屬間化合物材料是硬質複合納米陶瓷薄膜與基底靶材料之間的擴散過渡層，使該硬質複合納米陶瓷的塗層的金屬間化合物材料具有保證硬質複合納米陶瓷薄膜對於基底靶材料能夠有很好的附著性能，還使該硬質複合納米陶瓷的塗層的金屬間化合物材料具有消除硬質複合納米陶瓷薄膜的殘餘應力的效果，還使該硬質複合納米陶瓷的塗層的金屬間化合物材料具有提高硬質複合納米陶瓷薄膜的抗老化、抗疲勞及抗衝擊力的功能；該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料可以單獨選擇其中的一種使用；或該硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料可以選擇其中的幾種組合後使用，達到強化「納米效應」的目的。
6.根據權利要求5所述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層，其特徵在於上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料在單獨選擇其中的一種使用時的基本性能為熔點為2750℃至4050℃之間，硬度為15Gpa至31Gpa之間，密度為4.42g/cm-3至15.9g/cm-3之間，楊氏模量為450Gpa至730Gpa之間，線性膨脹係數為0.0000039K-1至0.00000955K-1之間，熱導率為12W(mK)-1至35W(mK)-1之間；上述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料在選擇其中的幾種組合後使用時的基本性能可以提高1％至20％。
7.根據權利要求1所述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層，其特徵在於切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的基本工藝方法如下；A、將切削鋸鑽工具的表面用揮發性有機溶劑並且藉助超聲波進行清洗，以清除各種汙物；B、可選擇利用上述的基本通用的澱積固體薄膜的加工技術中的其中的一種完成全部塗層的工藝；C、首先將選定材料種類及配方的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的金屬間化合物材料，切削鋸鑽工具的表面的基底靶材料上形成若干層納米結構的金屬間化合物材料的薄膜，每一層金屬間化合物材料的薄膜的調質及調製周期為5納米至100納米，以控制每一層金屬間化合物材料的薄膜的厚度，達到強化「納米效應」的目的，該金屬間化合物材料的薄膜的整體厚度不超過30微米；D、之後將選定材料種類及配方的硬質複合納米陶瓷的薄膜的塗層的外部塗層材料，在上述的切削鋸鑽工具的表面的金屬間化合物材料的薄膜上形成若干層納米結構的外部塗層材料的薄膜，每一層外部塗層材料的薄膜的調質及調製周期為5納米至100納米，以控制每一層外部塗層材料的薄膜的厚度，達到強化「納米效應」的目的，該外部塗層材料的薄膜的整體厚度不超過30微米；E、在經過自然冷卻以消除該硬質複合納米陶瓷的塗層的殘餘應力之後，即完成該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的基本工藝方法。
8.根據權利要求1所述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層，其特徵在於該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的總體維氏硬度HV不小於3350。
9.根據權利要求1所述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層，其特徵在於該切削鋸鑽工其的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的整體厚度不超過60微米。
10.根據權利要求1所述的切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層，其特徵在於上述的切削鋸鑽工具包括高速切削鋸鑽工具、高溫合金切削鋸鑽工具、特種合金切削鋸鑽工具、有色合金切削鋸鑽工具、不鏽鋼切削鋸鑽工具。
全文摘要
切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層，本塗層可以利用通用的澱積固體薄膜的加工技術加以實現，該澱積固體薄膜的加工技術包括真空蒸發、磁控濺射、離子束濺射、離子鍍、液相外延、化學束外延、分子束外延、脈衝雷射澱積、電化學澱積、化學氣相沉積及物理氣相沉積；該切削鋸鑽工具的表面使用的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層的基本方法是使用澱積固體薄膜的技術，在切削鋸鑽工具的表面澱積一種及一種以上的硬質複合納米陶瓷薄膜的塗層；該塗層用以使切削鋸鑽工具的表面發生材料的表面改性；該塗層的總體維氏硬度HV不小於3350；該塗層的整體厚度不超過60微米；切削鋸鑽工具包括高速切削鋸鑽工具、高溫合金切削鋸鑽工具。
文檔編號B23B51/00GK1776024SQ200510095790
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月23日 優先權日2005年11月23日
發明者鄒志尚, 陳嘉農, 陳秀戀, 鄒瑩, 鄒菲 申請人:鄒志尚