JB
中华人民共和国机械行业标准
JB/T13683—2020
硬质合金刀片 涂层技术条件
Carbide inserts --- Coated technical specifications
2021-01-01实施
2020-04-16发布 目 次
前言 1范围 2规范性引用文件.. 3涂层前刀片的技术要求... 4涂层后刀片的技术要求.
4.1外观.. 4.2尺寸和公差 4.3 涂层厚度. 4.4 涂层结合强度 4.5 显微硬度 5标志和包装. 附录A（规范性附录）涂层结合强度检验方法 划痕法. A.1 检验条件 A.2试样 A.3 检验方法 A.4 检验评估标准附录B（规范性附录） 涂层结合强度检验方法 压痕法 B.1 检验条件 B.2试样.. B.3检验方法. B.4检验评估标准附录C（规范性附录）涂层结合强度检验方法一球痕法 C.1检验条件 C.2试样... C.3 检验方法 C.4 检验评估标准· 前 言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国刀具标准化技术委员会（SAC/TC91）归口。 本标准起草单位：成都工具研究所有限公司、成都成量工具集团有限公司。 本标准主要起草人：周彤、李洪林、田良、陈宁、胡恒宁、高见、郭本祥。 本标准为首次发布。 硬质合金刀片涂层技术条件
1范围
本标准规定了硬质合金刀片进行化学涂层（CVD）及物理涂层（PVD）的技术要求。 本标准适用于硬质合金刀片（以下简称刀片）的CVD及PVD涂层。 本标准不适用于焊接类硬质合金刀片。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T230.1金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法 GB/T7997 硬质合金维氏硬度试验方法 JB/T7707离子镀硬膜厚度试验方法球磨法 JB/T8554 4气相沉积薄膜与基体附着力的划痕试验方法
3 涂层前刀片的技术要求
3.1刀片刃口应进行钝化处理。 3.2刀片表面不应有严重的腐蚀斑点、裂纹及磨削烧伤等影响使用性能的缺陷。 3.3刀片刃口部分不应有毛刺、裂纹和崩刃等影响使用性能的缺陷。 3.4刀片涂层前应做退磁、喷砂、超声波清洗、烘干等涂层前处理，保证刀片整体洁净。 3.5 5刀片的硬度应符合相应产品标准的规定。要进行CVD涂层的刀片，基体材料应具有良好的抗高温脱碳能力、较高的抗弯强度以及抗高温塑性变形能力。
4涂层后刀片的技术要求
4.1外观 4.1.1刀片涂层后应进行喷砂（或抛光）超声波清洗、烘干等涂层后处理，以提高涂层刀片表面质量减少涂层应力。 4.1.2涂层刀片表面色泽应一致。 4.1.3涂层刀片表面及刃口不应有颗粒堆积现象，表面的膜层应完整。 4.1.4涂层刀片工作部分不应有崩刃、裂纹、涂层脱落和弧斑等影响使用性能的缺陷。 4.1.5PVD涂层刀片的涂层与未涂层处分界线应清晰。 4.2 尺寸和公差
涂层刀片的尺寸和几何公差应符合相应产品标准的规定。 4.3涂层厚度
涂层厚度取决于涂层刀片的使用条件。CVD复合涂层厚度应不小于4um:PVD涂层厚度应不小于 1um。涂层厚度按JB/T7707的规定进行检验。 4.4涂层结合强度 4.4.1划痕法
采用划痕法检验，CVD涂层在试验载荷为60N时，膜层不应出现被划穿露出基体的现象；PVD 涂层在试验载荷为40N时，膜层不应出现被划穿露出基体的现象。检验方法按附录A的规定。 4.4.2压痕法
采用压痕法检验时，涂层结合强度应达到图B.1中的HF1、HF2、HF3、HF4级别，不应出现HF5 HF6级别。检验方法按附录B的规定。 4.4.3球痕法
采用球痕法检验时，涂层结合强度应达到图C.1中的QH1、QH2级别，不应出现QH3、QH4级别。 检验方法按附录C的规定。 4.5显微硬度
PVD涂层钛基、铝钛基、铝铬基的显微硬度值按本标准表1的规定。
表1
显微硬度 HV 1 800~2 000 2800~3 200 2600~3200 2800~3500 2800~3500 3000~3600
PVD常用涂层成分表达式
涂层类别
TiN TiCN TiAIN TiAICrN AITIN AICIN
钛基涂层
铝钛基涂层
铝铬基涂层
PVD涂层显微硬度的检验按照GB/T7997的规定进行，如果涂层厚度≤2um，应采用纳米硬度仪进行检验，避免硬质合金基体对检验结果产生影响，压入深度应处于涂层厚度的1/10～1/7范围内。
5标志和包装
5.1在刀片产品中标注代表涂层成分的代码。 5.2涂层后刀片需用洁净的具有单片隔离功能的转运盘（盒）进行包装。 附录A （规范性附录）
涂层结合强度检验方法一 一划痕法
A.1检验条件
采用自动划痕试验机或其他同类设备，加载精度为土0.1N，检测压头为金刚石，锥角为120°，尖端半径为0.2mm。
A.2试样 A.2.1 试样长度大于20mm A.2.2试样涂层厚度应与同炉涂层刀片的涂层厚度相同。
A.3检验方法
采用自动划痕试验机或其他同类设备，按JB/T8554的规定在被检验试样（或刀片）涂层表面逐步从0～200N施加载荷，以16mm/min的速度及100N/min的加载速率进行划痕试验，划痕时间每次应不超过1min，划痕次数不少于三次。检测压头将破坏划痕周围的涂层，从而得到划痕波图。
A.4检验评估标准
自动划痕试验机在声发射模式下，会得到一幅涂层在载荷作用下开始破损的波图（见图A.1），规定出现的第一个高峰对应的载荷值为其结合强度的数值。
100 f 90 80
%70
10
50 40 30 20 10
20
40
100
10
50
60
80
90
30
70
心
载荷N 附录B （规范性附录）
涂层结合强度检验方法一一压痕法
B.1检验条件
采用洛氏硬度计、金相显微镜进行检验，压痕时洛氏硬度计额定载荷为60kg，检测压头为金刚石，锥角为120°，尖端半径为0.2mm。金相显微镜倍率为100×。
B.2试样
B.2.1 随机抽取炉内任何位置的涂层刀片在接近刀片刃口处的平面进行压痕法检验。 B.2.2# 检验的试样涂层厚度：单层不小于1μm，复合涂层不小于4μm。
B.3检验方法
B.3.1采用洛氏硬度计，按GB/T230.1的规定在被检测刀具涂层表面施加60kg的载荷，检测压头将破坏压痕周围的涂层。 B.3.2用金相显微镜100×倍率观测，观测压痕边缘区域裂纹及剥离程度，根据压痕边缘情况评估结合强度。
B.4检验评估标准
结合强度评估标准按图B.1的规定，其中，HF1、HF2级别表示涂层结合强度良好；HF3、HF4级别表示涂层结合强度一般：HF5、HF6级别表示涂层结合强度差。
HF1
HFZ
图 B.1 HF4
HF6
HF5
图 B.1（续）