本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金刀具的表面氮化處理工藝，屬于刀具表面處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，新材料、新工藝在機(jī)械制造中得以廣泛應(yīng)用。金屬切削刀具的技術(shù)能力和需求特點(diǎn)發(fā)生了更本性的變化，高精度、高效率、高可靠性、專用化(三高一專)的切削刀具將是行業(yè)的主流，制造企業(yè)對(duì)于刀具要求越來越高。為了更好的提高刀具的切削性能，滿足各種服役條件，延長(zhǎng)刀具的使用壽命，刀具生產(chǎn)商采用了各種的涂層技術(shù)。通過在硬質(zhì)合金刀具表面涂覆一層或者多層硬度高耐磨性好的金屬或者非金屬材料的薄膜，能夠使刀具的綜合性能得到明顯提升，使用壽命得以延長(zhǎng)。

目前，硬質(zhì)合金刀具使用較多的涂層技術(shù)主要有兩種，即化學(xué)氣相沉積(CVD)和物理氣相沉積(PVD)、其他的還有等離子噴涂、火焰噴涂、電鍍等。這些涂層工藝都有一個(gè)共同點(diǎn)，就是通過形成一層或者多層的材料薄膜覆蓋在刀具的表面，從而提高其綜合性能。它們都存在一個(gè)明顯的缺陷，薄膜材料不能和刀具基體形成完美的結(jié)合，結(jié)合力低。刀具在切削過程中處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，與工件之間存在很強(qiáng)的摩擦力。因此，薄膜材料很容易從刀具基體上脫落。同時(shí)，涂層的均勻性也不能得到保證。另外，涂層設(shè)備相對(duì)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，使刀具的制備成本也大大增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有的刀具表面處理技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種硬質(zhì)合金刀具的表面氮化處理工藝，該工藝操作簡(jiǎn)單，制備成本低，經(jīng)本發(fā)明處理后的刀具表層會(huì)形成一定厚度、均勻且致密的滲氮層，此滲氮層不僅硬度高、耐腐蝕性和耐磨性好，而且在基體的表層內(nèi)部生成，不會(huì)發(fā)生脫落的現(xiàn)象，極大的延長(zhǎng)了刀具的壽命。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種硬質(zhì)合金刀具的表面氮化處理工藝，包括以下步驟：

(1)將硬質(zhì)合金刀具放入超聲清洗溶液中進(jìn)行超聲清洗10～20min，去掉油污、粉塵和汗?jié)n等，然后用熱風(fēng)將硬質(zhì)合金刀具吹干；

(2)將清洗后的硬質(zhì)合金刀具以及催滲劑一起放入真空爐中，并將真空爐抽至真空，然后開始加熱升溫；

(3)當(dāng)真空爐內(nèi)溫度達(dá)到至500～600℃后，通入壓力為0.02～0.08MPa的氨氣，且每隔0.5～1h要進(jìn)行更換氨氣，保溫8～20h后停止加熱，隨爐冷卻至室溫即可。

上述工藝中，所述的超聲清洗溶液為去離子水加洗滌劑、丙酮或無水乙醇。

上述工藝中，所述的催滲劑為稀土催滲劑氯化鈰或氯化鑭。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明采用真空爐為滲氮設(shè)備，以氨氣作為滲氮介質(zhì)，操作簡(jiǎn)單，制備成本低；硬質(zhì)合金刀具通過本工藝獲得的滲氮層不僅硬度、耐磨性與其他涂層技術(shù)獲得的涂層相當(dāng)，而且在基體表層的內(nèi)部生成，在使用過程中不會(huì)脫落，極大的延長(zhǎng)了刀具的使用壽命。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

本實(shí)施例中，刀具材料為YT15硬質(zhì)合金，其具體操作如下：首先，將YT15硬質(zhì)合金刀具放入酒精溶液中進(jìn)行超聲清洗20min去掉油污、粉塵和汗?jié)n等，然后用熱風(fēng)將其吹干；其次，將清洗后的刀具以及催滲劑氯化鈰一起放入真空爐中抽至真空，然后開始加熱升溫；最后，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到580℃后，通入0.04MPa的氨氣，每隔0.5h進(jìn)行更換一次氨氣，保溫12h后停止加熱，隨爐冷卻至室溫即可。

經(jīng)檢測(cè)，通過本發(fā)明處理后的刀具表層會(huì)形成厚度為5μm、均勻且致密的滲氮層，此滲氮層不僅硬度高、耐腐蝕性和耐磨性好，而且滲入基體的表層5μm，不會(huì)發(fā)生脫落的現(xiàn)象，極大的延長(zhǎng)了刀具的壽命。

實(shí)施例2

本實(shí)施例中，刀具材料為YW1硬質(zhì)合金，其具體操作如下：首先，將YW1硬質(zhì)合金刀具放入去離子水加洗滌劑溶液中進(jìn)行超聲清洗10min，再用純?nèi)ルx子水超聲清洗10min去掉油污、粉塵和汗?jié)n等，用熱風(fēng)將其吹干；其次，將清洗后的刀具以及催滲劑氯化鑭一起放入真空爐中抽至真空，然后開始加熱升溫；最后，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到540℃后，通入0.06MPa的氨氣，每隔1h進(jìn)行更換一次氨氣，保溫16h后停止加熱，隨爐冷卻至室溫即可。

經(jīng)檢測(cè)，通過本發(fā)明處理后的刀具表層會(huì)形成厚度為6μm、均勻且致密的滲氮層，此滲氮層不僅硬度高、耐腐蝕性和耐磨性好，而且滲入基體的表層6μm，不會(huì)發(fā)生脫落的現(xiàn)象，極大的延長(zhǎng)了刀具的壽命。

實(shí)施例3

本實(shí)施例中，刀具材料為YT5硬質(zhì)合金，其具體操作如下：首先，將YT5硬質(zhì)合金刀具放入丙酮溶液中進(jìn)行超聲清洗20min去掉油污、粉塵和汗?jié)n等，用熱風(fēng)將其吹干；其次，將清洗后的刀具以及催滲劑氯化鑭一起放入真空爐中抽至真空，然后開始加熱升溫；最后，當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到560℃后，通入0.08MPa的氨氣，每隔1h進(jìn)行更換一次氨氣，保溫20h后停止加熱，隨爐冷卻至室溫即可。

經(jīng)檢測(cè)，通過本發(fā)明處理后的刀具表層會(huì)形成厚度為5μm、均勻且致密的滲氮層，此滲氮層不僅硬度高、耐腐蝕性和耐磨性好，而且滲入基體的表層5μm，不會(huì)發(fā)生脫落的現(xiàn)象，極大的延長(zhǎng)了刀具的壽命。