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公开(公告)号：CN110181078B
公开(公告)日：2020-07-14
申请号：CN201910412802.6
申请日：2019-05-17
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种仿生织构与涂层协同作用减摩刀具及其设计方法，该刀具基体材料为高速钢、硬质合金或陶瓷，刀具基体前刀面刀‑屑接触区具有仿生微凹坑和微凸起复合织构，织构及基体表面有AlZrTaC+TiVBN交替分布纳米叠层涂层，交替叠层涂层至少含有10层AlZrTaC和10层TiVBN单个层，且AlZrTaC与TiVBN单个层厚度小于等于100nm。该刀具设计方法包括以下步骤：构建刀具前刀面刀‑屑接触区表面微织构的设计模型；基于Reynolds方程分析刀‑屑接触界面油膜压力和摩擦系数，优化出微织构几何尺寸及织构深度或高度渐变倾角θ1和θ2；通过物理相容性及化学相容性分析，建立AlZrTaC+TiVBN涂层的叠层结构形式。该刀具综合了微织构及纳米叠层涂层特点，能够减小润滑液切削过程中刀具摩擦与磨损，可广泛应用于切削液方式下切削加工。
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公开(公告)号：CN110306190A
公开(公告)日：2019-10-08
申请号：CN201910512048.3
申请日：2019-06-13
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种多元纳米梯度涂层刀具及其制备方法，刀具基体材料为高速钢、硬质合金或陶瓷，刀具基体材料表面具有TiNbTaC+AlZrTaC交替分布的多元纳米梯度涂层，该梯度涂层至少含有两个TiNbTaC和两个AlZrTaC单个层，且TiNbTaC与AlZrTaC单个层的厚度小于等于100nm；该涂层的制备方法采用多弧离子镀+中频磁控溅射方式。该刀具表面梯度涂层综合了碳化物涂层、纳米层及梯度结构的优点，使得刀具涂层内部残余应力明显较低，涂层与基体及涂层间结合强度较高；同时，涂层具有较高的硬度、良好的物理机械性能、热稳定性、抗氧化性和抗磨损性等。该刀具弥补了单一涂层加工对象的局限性，可广泛应用于不锈钢、钛合金、铝合金等材料的切削加工。
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公开(公告)号：CN108165988B
公开(公告)日：2019-08-20
申请号：CN201810076691.1
申请日：2018-01-26
Applicant: 东南大学
IPC: C23C24/10
Abstract: 本发明公开了一种梯度涂层刀具及其制备方法，该梯度涂层刀具基体材料为高速钢，基体表面具有多层涂层，涂层为添加MoS2、BN和LaF3的硬质合金层和Al2O3基陶瓷层交替的梯度叠层涂层。刀具涂层采用激光熔覆方法制备，制备步骤为：(1)前处理；(2)熔覆硬质合金层；(3)熔覆Al2O3基陶瓷层；(4)交替熔覆硬质合金层和Al2O3基陶瓷层；(5)后处理。与现有技术相比，该刀具表面梯度涂层兼顾Al2O3基陶瓷和硬质合金的特点，具有较高的硬度和良好的韧性；MoS2、BN和LaF3的加入使得该刀具在较大切削温度范围内均具有良好的自润滑功效。该涂层刀具可应用于干切削和难加工材料的切削加工。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108300993A
公开(公告)日：2018-07-20
申请号：CN201810077086.6
申请日：2018-01-26
Applicant: 东南大学
IPC: C23C24/10 , C22C29/08 , C04B35/584
Abstract: 本发明公开了一种氮化硅-硬质合金梯度涂层刀具及其制备方法。该刀具基体材料为高速钢，刀具基体表面具有多层涂层，该涂层为氮化硅基陶瓷层和硬质合金层交替的梯度叠层涂层。本发明的涂层采用激光熔覆方法制备，制备步骤为：(1)前处理；(2)熔覆硬质合金层；(3)熔覆氮化硅基陶瓷层；(4)交替熔覆硬质合金层和氮化硅基陶瓷层；(5)后处理。与现有技术相比，该刀具表面的梯度涂层兼顾氮化硅基陶瓷和硬质合金的特点，既具有良好的韧性，又具有较高的硬度和耐磨性能。该涂层刀具可广泛应用于干切削和难加工材料的切削加工。
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公开(公告)号：CN108165988A
公开(公告)日：2018-06-15
申请号：CN201810076691.1
申请日：2018-01-26
Applicant: 东南大学
IPC: C23C24/10
Abstract: 本发明公开了一种梯度涂层刀具及其制备方法，该梯度涂层刀具基体材料为高速钢，基体表面具有多层涂层，涂层为添加MoS2、BN和LaF3的硬质合金层和Al2O3基陶瓷层交替的梯度叠层涂层。刀具涂层采用激光熔覆方法制备，制备步骤为：(1)前处理；(2)熔覆硬质合金层；(3)熔覆Al2O3基陶瓷层；(4)交替熔覆硬质合金层和Al2O3基陶瓷层；(5)后处理。与现有技术相比，该刀具表面梯度涂层兼顾Al2O3基陶瓷和硬质合金的特点，具有较高的硬度和良好的韧性；MoS2、BN和LaF3的加入使得该刀具在较大切削温度范围内均具有良好的自润滑功效。该涂层刀具可应用于干切削和难加工材料的切削加工。
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公开(公告)号：CN110257822B
公开(公告)日：2021-06-01
申请号：CN201910512073.1
申请日：2019-06-13
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种增韧补强原位反应式微织构自润滑涂层刀具及其制备方法。该刀具基体材料为高速钢或硬质合金，基体表面为含有PbO、Mo、TiB2、BNNTs、CNTs和石墨烯的立方氮化硼涂层，涂层表面具有微织构；所述涂层采用等离子体真空喷涂方法制备。该刀具整体具有良好的韧性，BNNTs和CNTs的添加使得刀具表面立方氮化硼涂层具有良好的韧性、高的表面硬度和耐磨性；切削过程中，温度较低时，石墨烯能够起到润滑效果，高温时PbO、Mo和TiB2会发生原位反应，生成具有润滑效应的PbMoO4、TiO2、B2O3与微织构协同作用，从而能够减小切削过程中刀具摩擦磨损，提高刀具寿命。该刀具可广泛应用于干切削和难加工材料的切削加工。
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公开(公告)号：CN110257822A
公开(公告)日：2019-09-20
申请号：CN201910512073.1
申请日：2019-06-13
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种增韧补强原位反应式微织构自润滑涂层刀具及其制备方法。该刀具基体材料为高速钢或硬质合金，基体表面为含有PbO、Mo、TiB2、BNNTs、CNTs和石墨烯的立方氮化硼涂层，涂层表面具有微织构；所述涂层采用等离子体真空喷涂方法制备。该刀具整体具有良好的韧性，BNNTs和CNTs的添加使得刀具表面立方氮化硼涂层具有良好的韧性、高的表面硬度和耐磨性；切削过程中，温度较低时，石墨烯能够起到润滑效果，高温时PbO、Mo和TiB2会发生原位反应，生成具有润滑效应的PbMoO4、TiO2、B2O3与微织构协同作用，从而能够减小切削过程中刀具摩擦磨损，提高刀具寿命。该刀具可广泛应用于干切削和难加工材料的切削加工。
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公开(公告)号：CN110181078A
公开(公告)日：2019-08-30
申请号：CN201910412802.6
申请日：2019-05-17
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了一种仿生织构与涂层协同作用减摩刀具及其设计方法，该刀具基体材料为高速钢、硬质合金或陶瓷，刀具基体材料前刀面刀-屑接触区具有仿生微凹坑和微凸起复合织构，织构及基体表面有AlZrTaC+TiVBN交替分布纳米叠层涂层，交替叠层涂层至少含有10层AlZrTaC和10层TiVBN单个层，且AlZrTaC与TiVBN单个层厚度小于等于100nm。该刀具设计方法包括以下步骤：构建刀具前刀面刀-屑接触区表面微织构的设计模型；基于Reynolds方程分析刀-屑接触界面油膜压力和摩擦系数，优化出微织构几何尺寸及织构深度或高度渐变倾角θ1和θ2；通过物理相容性及化学相容性分析，建立AlZrTaC+TiVBN涂层的叠层结构形式。该刀具综合了微织构及纳米叠层涂层特点，能够减小润滑液切削过程中刀具摩擦与磨损，可广泛应用于切削液方式下切削加工。
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