刀具涂层的重要性

涂层中的决定性因素
硬度在涂层中非常关键,因为材料或表而越硬im体育平台官网,刀具寿命就越长。CVD金刚石涂层的表面硬度接近9im体育平台官网,000HV,与PVD涂层相比im体育平台官网im体育平台官网im体育平台官网,其刀具寿命超出后者20倍im体育平台官网。该涂层适合切削非铁材料的im体育平台官网,因为它硬度高,且切削速度为不带涂层刀具的2~3倍im体育平台官网im体育平台官网im体育平台官网。耐磨性im体育平台官网im体育平台官网,即涂层防止磨损的能力。尽管某种材料可能不是很硬im体育平台官网,但是生产过程中添加的元素和工艺可能增加刀刃破损或形成突起的可能性im体育平台官网im体育平台官网。表面润滑性im体育平台官网im体育平台官网,非常重要im体育平台官网,因为摩擦系数高会增加热量im体育平台官网im体育平台官网,缩短涂层寿命或引起涂层失效。而摩擦系数低却可以增加刀具寿命im体育平台官网im体育平台官网im体育平台官网。表而光滑——不粗糙或无不规则轮廓——使切屑从刀具表而滑落im体育平台官网im体育平台官网,产生较少热量im体育平台官网。与无涂层的刀具相比im体育平台官网,表面润滑性高还可以提高速度,帮助防止工件产生塑变im体育平台官网。
氧化温度im体育平台官网im体育平台官网,即涂层开始失效的温度im体育平台官网im体育平台官网。氧化温度高可以提高在高温应用场合的成功率im体育平台官网。点焊机
防粘连能力im体育平台官网,可以通过防止刀具和切削材料之间发生化学反应而阻止加工材料附着到刀具上im体育平台官网im体育平台官网。这种能力可以减少积屑瘤(BUE)im体育平台官网,一种在加工有色金属材料诸如铝或黄铜时常见的问题,导致刀具劈裂或零件过切im体育平台官网。一旦材料开始附到刀具上im体育平台官网,就继续粘接更多材料im体育平台官网。
常见涂层
氮化钛(TIN)im体育平台官网im体育平台官网,是一种通用涂层im体育平台官网,通过物理气相沉积(PVD)法获得im体育平台官网。该涂层表面硬度达81HRCim体育平台官网,摩擦系数为0.4im体育平台官网。它在1,000°F(550℃)温度下具有热稳定性im体育平台官网,适合涂敷于高速钢(HSS)刀具用于切削各种材料im体育平台官网,包括铁基材料、非合金和合金钢及淬火钢等。
碳氮化钛(TICN)im体育平台官网,比氮化钛具有更多碳im体育平台官网,硬度更高(90HRC)im体育平台官网,表面润滑性更好(摩擦系数0.3)im体育平台官网。该涂层也非常适合HSS切削刀具im体育平台官网im体育平台官网,具有更高的耐磨性im体育平台官网im体育平台官网,适合加工更难加工材料im体育平台官网,诸如铸铁im体育平台官网im体育平台官网im体育平台官网、铝合金im体育平台官网、工具钢im体育平台官网、铜im体育平台官网、镍铬合金im体育平台官网、钛合金及有色金属等im体育平台官网im体育平台官网。
氮化铝钛(TIALN),是一种高性能刀具涂层im体育平台官网,表面硬度超出80HRCim体育平台官网。由于在刀具和切屑之间形成一层氧化铝——将热从刀具上转移走,转移到零件或切屑中——因此在高温下依然保持其高硬度im体育平台官网。其优越的耐氧化性在高温加工中可以实现无与伦比的性能im体育平台官网。由于硬质合金刀具在采用很少甚至不采用冷却液的情况下im体育平台官网,可以采用切削速度比HSS高很多,因此在给硬质合金刀具做涂层时,TIALN为首选im体育平台官网。TIALN摩擦系数小于TIN,对加工耐磨和难加工材料诸如铸铁im体育平台官网im体育平台官网、铝合金、工具钢及镍合金im体育平台官网im体育平台官网,其有优异性能im体育平台官网。该涂层具有很高的延展性,是断续切削操作的理想选择im体育平台官网im体育平台官网。
氮化钛铝(ALTIN)im体育平台官网,铝的含最比TIALN的高im体育平台官网,具有更高表而硬度im体育平台官网,具有氧化铝层im体育平台官网,在高温加工中具有良好的刀具寿命im体育平台官网im体育平台官网,是高速加工的良好选择im体育平台官网im体育平台官网im体育平台官网。
硼化钛(TIB2)涂层im体育平台官网,比TIN及TIALN涂层要硬im体育平台官网im体育平台官网im体育平台官网,具有异常光滑的表面,因此表面磨擦低im体育平台官网im体育平台官网、切屑流速快、耐磨性好im体育平台官网im体育平台官网。此外im体育平台官网im体育平台官网im体育平台官网,由于这种涂层对铝具有很低的亲和力im体育平台官网,因此可以防止积屑瘤im体育平台官网im体育平台官网im体育平台官网。推荐用于硅铝im体育平台官网、钛、镁及铜合金加工im体育平台官网im体育平台官网im体育平台官网。
氮化铬(CRN),也称虹涂层im体育平台官网。高耐腐性,高硬度(90~92HRC)im体育平台官网im体育平台官网,磨损弹性和热转换性好im体育平台官网im体育平台官网,几乎适合加工所有材料,包括高硅铝im体育平台官网、不锈钢、高镍合金im体育平台官网、钛和复合材料等im体育平台官网。摩擦系数异常低,为0.027im体育平台官网,其润滑性超出TINim体育平台官网im体育平台官网、TICNim体育平台官网im体育平台官网、TIALN及ZRN涂层im体育平台官网。该涂层的防粘连性异常好im体育平台官网im体育平台官网,因此是容易产生积屑瘤的应用中的第一选择im体育平台官网。CRN涂层厚度为0.00065英寸(合0.01651MM),可以确保加工工件保持所需要的公差im体育平台官网im体育平台官网。
金刚石涂层im体育平台官网im体育平台官网,用化学气相沉积(CVD)工艺制作im体育平台官网,对非铁材料实现最高的加工性能。它们适合切削石墨im体育平台官网、金属基体复合材料(MMC)im体育平台官网、高硅铝及许多其他耐磨材料im体育平台官网。金刚石涂层不得用于加工钢im体育平台官网im体育平台官网,因为产生的热将引起化学反应im体育平台官网im体育平台官网,破坏涂层与刀具基体之间的粘合im体育平台官网。
用于硬加工的涂层
在低人力成本的全球竞争下im体育平台官网,许多模具厂转向硬铣加工im体育平台官网。硬铣im体育平台官网,结合高速加工(HSM)技术im体育平台官网im体育平台官网,加工高抗拉强度材料im体育平台官网,而如采用高速钢刀具则无法实现经济加工im体育平台官网。硬铣的门槛从拉伸强度超出1im体育平台官网,800MPA或52HRC的材料开始。切削材料一般为微晶硬质合金im体育平台官网、陶瓷金属或立方氮化硼(CBN),切削通常是采用压缩空气干式完成的im体育平台官网。
为了?;び仓屎辖鸬镀浠宀皇苡布庸げ母呶掠跋?im体育平台官网,最好采用高性能TIALN涂层im体育平台官网。涂层结构(层次)以及成分是与特定应用相关的im体育平台官网im体育平台官网im体育平台官网,如刀具几何结构一样im体育平台官网im体育平台官网im体育平台官网im体育平台官网。TIALN涂层可以由单层、单组分层im体育平台官网im体育平台官网、多层多种涂层结构组成im体育平台官网im体育平台官网,诸如TIN与TIALN涂层的交替层或非常薄的纳米层等im体育平台官网im体育平台官网。单组分层涂层可以提高润滑性,多层结构可以保证更高的耐热性。
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