本發明涉及刀具涂層

　　技術領域：

　　，更具體的說是涉及一種用于鋼軌銑削刀片的涂層。

　　背景技術：

　　：鐵路的高速化和重載化加劇了疲勞裂紋、波磨、剝落掉塊、側面磨損、壓潰等鋼軌傷病的產生，不僅危及列車運行的安全，并且增加了鐵路的運營和維修成本，每年都有由于輪軌突發性損壞導致列車脫軌造成的人員傷亡和巨大的經濟損失。僅僅靠更換損壞的鋼軌以保障列車的運行安全的方式不經濟，需要更加重視鋼軌的修復。鋼軌銑磨車是高鐵、地鐵鋼軌的必要養護設備，而軌道銑削刀片是鋼軌銑磨車核心部件。目前用于鋼軌銑削領域的涂層成份主要以增加表面硬度提高刀片耐磨性，藉此達成增加刀片壽命的目的，涂層成份為ti、al、n的單層結構涂層。鋼軌材料u71mn的硬度高，韌性好，銑削時需要很大的切削力，使刀具與鋼軌產生強烈的擠壓和摩擦。現有涂層的韌性和結合力不足，主要失效方式是崩裂和剝落。根據刀片使用者對刀片的感受開始實際搜集刀片使用工況與報廢刀片進行分析，發現在加工過程中會產生大量火花且加工設備并無冷卻系統使得刀片會反復在極大的溫差變化下進行加工，加上之前嘗試提高涂層硬度壽命確未顯著提升，因此整體涂層的技術方案就從增加耐磨性改而切換至增加散熱與防止刃口積屑上。因此，針對軌道銑削刀片涂層的研究現狀，如何提供一種能夠減少摩擦且提高涂層刀片壽命的用于鋼軌銑削刀片的涂層是本領域技術人員亟需解決的問題。技術實現要素：本發明的目的在于針對現有技術中的不足，提供一種用于鋼軌銑削刀片的涂層，使用散熱性好、防粘結性強、韌性好的crn涂層成份與altin形成多層復合涂層，通過改變涂層的成分和結構，多層tialcrn復合涂層的優勢，結合了兩種涂層的優勢在保持涂層硬度與耐磨性的同時增加的涂層的潤滑性減少了磨擦系數，提高了涂層的韌性和結合力，減少了崩裂和剝落；減小了涂層與鋼軌間的親和力和摩擦系數，降低了切削溫度，有效地提高了涂層刀片的壽命。為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種用于鋼軌銑削刀片的涂層，所述涂層為多層tialcrn復合涂層。優選地，所述多層tialcrn復合涂層中各組分含量分別為n40％～50％、cr10％～15％、al30％～35％和ti20％～25％。優選地，所述多層tialcrn復合涂層包括crn涂層和altin涂層，并以交替堆疊構成。優選地，所述多層tialcrn復合涂層中，每層厚度為10-1000納米。優選地，所述多層tialcrn復合涂層還包括硅、硼、碳及其化合物。優選地，所述多層tialcrn復合涂層的標面硬度為2500-4500hv。采用上述技術方案的技術效果是：將crn涂層與altin涂層以多層次結構進行堆棧，該種涂層的標面硬度為2500-4500hv略低于altin單層涂層但高于crn單層涂層且涂層的散熱性與抗沾黏性會大幅提升。優選地，所述多層tialcrn復合涂層的層數為4-40層，總厚度為2.2-22μm。本發明還提供了一種鋼軌銑削刀片，所述鋼軌銑削刀片表面涂覆有上述的涂層。優選地，所述鋼軌銑削刀片為平銑刀片、圓弧刀片、肥邊刀片或精銑刀片。優選地，所述鋼軌削刀片基體為鈷含量為6-15％，wc晶粒度為0.2-0.8μm的硬質合金。經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本發明公開了一種用于鋼軌銑削刀片的涂層，具有以下技術效果：本發明提供的一種用于鋼軌銑削刀片的涂層，使用散熱性好、防粘結性強、韌性好的crn涂層成份與altin形成多層復合涂層，通過改變涂層的成分和結構，多層tialcrn復合涂層的優勢，結合了兩種涂層的優勢在保持涂層硬度與耐磨性的同時增加的涂層的潤滑性減少了磨擦系數，提高了涂層的韌性和結合力，減少了崩裂和剝落；減小了涂層與鋼軌間的親和力和摩擦系數，降低了切削溫度，有效地提高了涂層刀片的壽命。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。圖1附圖為本發明實施例1中用于鋼軌銑削刀片的涂層的結構圖。圖2附圖為本發明實施例1涂層刀片的涂層結構圖。圖3附圖為本發明中刀片的傳統涂層結構圖圖4附圖為含本發明涂層的軌道銑削刀具與傳統涂層的軌道銑削刀具磨損測試結果圖。圖5附圖為含本發明涂層的軌道銑削刀具與市場上五種涂層的軌道銑削刀具磨損測試結果圖。圖6附圖為本發明實施例1涂層刀片的切削情況圖。圖7附圖為本發明傳統涂層刀片的切削情況圖。具體實施方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。本發明實施例提供了一種用于鋼軌銑削刀片的涂層，圖1所示，涂層為多層tialcrn復合涂層。為了進一步優化上述技術方案，多層tialcrn復合涂層中各組分含量分別為n40％～50％、cr10％～15％、al30％～35％和ti20％～25％。為了進一步優化上述技術方案，多層tialcrn復合涂層包括crn涂層和altin涂層，并以交替堆疊構成。為了進一步優化上述技術方案，多層tialcrn復合涂層中，每層厚度為10-1000納米。為了進一步優化上述技術方案，多層tialcrn復合涂層還包括硅、硼、碳及其化合物。為了進一步優化上述技術方案，多層tialcrn復合涂層的標面硬度為2500-4500hv。為了進一步優化上述技術方案，多層tialcrn復合涂層的層數為4-40層，總厚度為2.2-22μm。本發明實施例還還提供了一種鋼軌銑削刀片，鋼軌銑削刀片表面涂覆有上述的涂層。為了進一步優化上述技術方案，鋼軌銑削刀片為平銑刀片、圓弧刀片、肥邊刀片或精銑刀片。為了進一步優化上述技術方案，刀片基體材料使用鈷含量為10％，wc晶粒度為0.6μm的硬質合金。實施例1本實施例提供一種用于鋼軌銑削刀片的涂層，涂層為多層tialcrn復合涂層，多層tialcrn復合涂層包括crn涂層和altin涂層，并以交替堆疊構成，涂層結構為11層，每層厚度為320納米，涂層總厚度3.5μm，成份比：n40％～50％、cr10％～15％、al30％～35％和ti20％～25％。平銑刀片、圓弧刀片、肥邊刀片、精銑刀片皆使用此涂層，刀片基體材料使用本公司牌號st20f的材料，涂層使用上述多層tialcrn復合涂層。為了進一步說明本發明的技術效果，本發明還針對傳統涂層與實施例1涂層進行相關性能測試(一)刀片磨損測試a、被加工材料名稱生產廠家材料牌號型號(kg/m)鋼軌尺寸(mm)鋼軌長度(m)hrc鋼軌攀鋼u71mn60176*150*73*16.50.828-31b、加工參數機床型號華控mv510加工中心主軸轉速n573r/min切削方式平面銑削切削速度vc180m/min刀具類型可轉位平銑刀切削深度ap0.15mm刀盤直徑100mm(刀片x5)每齒進給速度fz0.8mm/r冷卻方式干銑總進給速度f2.292m/min測試結果見圖4，可知，本發明含有涂層的刀片的磨損量小于傳統涂層，此外，本發明還針對市場上常用的五種涂層，與實施例1的涂層進行了磨損測試，結果將圖5，由圖中數據可知，實施例1相比于其他五種涂層均具有較小的磨損量。綜上，通過改變涂層的成分和結構，多層tialcrn復合涂層的優勢，結合了兩種涂層的優勢在保持涂層硬度與耐磨性的同時增加的涂層的潤滑性減少了磨擦系數。(二)上海地鐵線病軌測試上海地鐵線病軌實際使用壽命對比數據將分別將表面涂覆有實施例1和對比例1提供的涂層的刀片進行實際應用，2019年提供涂覆有實施例1提供的涂層的刀片給中國鐵建高新裝備股份有限公司于上海地鐵11號線使用累計銑銷超過2000公里的路程使用該涂層的刀片只用5片因破碎無法繼續使用，而使用對比例1提供的涂層的刀片約有200片因破碎而無法使用，本發明公開的多層tialcrn復合涂層大幅延長了刀片的使用壽命。可見，本發明通過改變涂層的成分和結構，多層tialcrn復合涂層的優勢，結合了兩種涂層的優勢在保持涂層硬度與耐磨性的同時增加的涂層的潤滑性減少了磨擦系數，提高了涂層的韌性和結合力，減少了崩裂和剝落；減小了涂層與鋼軌間的親和力和摩擦系數，降低了切削溫度，有效地提高了涂層刀片的壽命。由圖6和圖7對比可知，本發明使用了該涂層方案的刀片銑削作業時未出現明顯的出現火星，而傳統涂層的刀片銑削作業時火星飛濺，可見，含有本發明涂層的刀片能夠大幅度降低了在加工過程中溫度，解決了涂層在鋼軌銑削作業時的剝落和崩裂的失效問題。本技術方案可以在涂層成份中添加其他成份，包括但不限于硅、硼、碳等或改變涂層成份配比，或改變涂層結構、層數或厚度，達到類似或相同的效果。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說明即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。當前第1頁12