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絕對受用的刀具涂層技術(shù)大講堂

發(fā)布時間:2021-01-21 02:52:06

  絕對受用的刀具涂層技術(shù)大講堂
  刀具涂層技術(shù)自從問世以來,對刀具技術(shù)的改善和加工技術(shù)起到了越來越重要的作用,已經(jīng)成為現(xiàn)代刀具的標志。涂層刀具是通過在韌性較好的硬質(zhì)合金基體或高速鋼基體上,涂覆一薄層耐磨性高的難熔金屬化合物而獲得的,使刀具性能發(fā)生了巨大的變化。常用的涂層材料有TiC、TiN、Al2O3等,其中TiC的硬度比TiN高,抗磨損性能更好。對硬質(zhì)合金,一般采用化學氣相沉積法(CVD),層積溫度為1000℃;而對高速鋼刀具,一般采用物理氣相沉積法(PVD),層積溫度在500℃左右。隨著涂層工藝的日益成熟和不斷發(fā)展,從開始的單一涂層,進入到開發(fā)多元、多層、梯度、納米涂層的新階段。就目前PVD 技術(shù)的發(fā)展狀況,涂層薄膜結(jié)構(gòu)大體可以分為單一涂層、復(fù)合涂層、梯度涂層、多層涂層、納米多層涂層、納米復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層。
  繼美國公司于1957年首次合成立方氮化硼之后,在高溫高壓條件下將立方氮化硼聚合在硬質(zhì)合金上,得到了復(fù)合結(jié)構(gòu)的立方氮化硼(CBN)刀片。CBN刀具有聚晶燒結(jié)塊和復(fù)合刀片兩種,能在較高切削速度下加工淬硬鋼及鑄鐵,以車代磨,并可高速切削部分高溫合金,加工精度高,表面粗糙度相當?shù)?,而且立方氮化硼還適宜加工各種淬硬鋼、Ni基、Fe基及其他一些耐磨、耐蝕的熱噴涂(焊)件材料,釩鈦鑄鐵、冷硬鑄鐵等耐磨類鑄鐵,鈦合金材料等。
  陶瓷刀具具有很高的硬度、耐磨性能及良好的高溫力學性能,與金屬的親和力小,不易與金屬產(chǎn)生粘結(jié),并且化學穩(wěn)定性好。因此,陶瓷刀具可以加工傳統(tǒng)刀具難以加工或根本不能加工的超硬材料。陶瓷刀具有Al2O3基和Si3N4基兩大類,加入各種碳化物、氮化物、硼化物和氧化物等可改善其性能,還可通過顆粒、晶須、相變、微裂紋和幾種增韌機理的協(xié)同作用提高其斷裂韌性。
  目前,國產(chǎn)的一些晶須增韌陶瓷、梯度功能陶瓷等產(chǎn)品已達到國外同類刀片的性能,有的還優(yōu)于國外。陶瓷刀具使用的主要原料氧化鋁、氧化硅等在地殼中含量豐富,對節(jié)省貴重金屬也具有重要的意義。陶瓷刀具主要應(yīng)用于難加工材料的高速加工。國際上已經(jīng)將陶瓷材料刀具視為進一步提高生產(chǎn)率的有希望的刀具之一。
  在相對較軟的刀具基體上涂覆一層或多層硬度高、耐磨性好的金屬或非金屬化合物薄膜(如TiAlN、TiC、TiN、Al2O3等)而形成的涂層刀具,是切削刀具發(fā)展的一次革命。涂層刀具與未涂層刀具相比,具有明顯的優(yōu)越性:顯著降低摩擦系數(shù),改善刀具表面的摩擦學性能和排屑能力;顯著提高耐磨性和抗沖擊韌性,改善刀具的切削性能,提高加工效率和刀具壽命;提高刀具表面抗氧化性能,使刀具可以承受更高的切削熱,有利于提高切削速度及加工效率,并擴大了干切削的應(yīng)用范圍。在先進制造業(yè)中,80%以上的硬質(zhì)合金刀具及高性能高速鋼刀具都采用了表面涂層技術(shù),而CNC機床上所用的切削刀具90%以上是涂層刀具。



常州遠創(chuàng)精密工具
高精度硬質(zhì)合金刀具制造商

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