現(xiàn)代刀具涂層技術(shù)介紹

一、刀具涂層

刀具涂層是通過(guò)化學(xué)或物理的方法在刀具表面形成某種薄膜,使切削刀具獲得優(yōu)良的綜合切削性能,從而滿足高速切削加工的要求;自20世紀(jì)70年代初硬質(zhì)涂層刀具問(wèn)世以來(lái),化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)和物理氣相沉積(PVD)技術(shù)相繼得到發(fā)展,為刀具性能的提高開(kāi)創(chuàng)了歷史的新篇章。涂層刀具與未涂層刀具相比,具有顯著的優(yōu)越性:它可大幅度提高切削刀具壽命;有效地提高切削加工效率;提高加工精度并明顯提高被加工工件的表面質(zhì)量;有效地減少刀具材料的消耗,降低加工成本;減少冷卻液的使用,降低成本,利于環(huán)境保護(hù)。

二、刀具涂層的特點(diǎn):

1.采用涂層技術(shù)可在不降低刀具強(qiáng)度的條件下,大幅度地提高刀具表面硬度,目前所能達(dá)到的硬度已接近100GPa。

2.隨著涂層技術(shù)的飛速發(fā)展,薄膜的化學(xué)穩(wěn)定性及高溫抗氧化性更加突出,從而使高速切削加工成為可能。

3.潤(rùn)滑薄膜具有良好的固相潤(rùn)滑性能,可有效地改善加工質(zhì)量,也適合于干式切削加工。

4.涂層技術(shù)作為刀具制造的最終工序,對(duì)刀具精度幾乎沒(méi)有影響,并可進(jìn)行重復(fù)涂層工藝。

三、常用的涂層

1.氮化鈦涂層:氮化鈦(TiN)是一種通用型PVD涂層,可以提高刀具硬度并具有較高的氧化溫度。該涂層用于高速鋼切削刀具或成形工具可獲得很不錯(cuò)的加工效果。

2.氮化鉻涂層:Cr N涂層良好的抗粘結(jié)性使其在容易產(chǎn)生積屑瘤的加工中成為首選涂層。涂覆了這種幾乎無(wú)形的涂層后,高速鋼刀具或硬質(zhì)合金刀具和成形工具的加工性能將會(huì)大大改善。

3.金剛石涂層:CVD金剛石涂層可為非鐵金屬材料加工刀具提供最佳性能,是加工石墨、金屬基復(fù)合材料(MMC)、高硅鋁合金及許多其它高磨蝕材料的理想涂層(注意:純金剛石涂層刀具不能用于加工鋼件,因?yàn)榧庸や摷r(shí)會(huì)產(chǎn)生大量切削熱,并導(dǎo)致發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使涂層與刀具之間的粘附層遭到破壞)。

4.氮碳化鈦涂層:氮碳化鈦(TiCN)涂層中添加的碳元素可提高刀具硬度并獲得更好的表面潤(rùn)滑性,是高速鋼刀具的理想涂層。

5.氮鋁鈦或氮鈦鋁涂層(TiAl N/Al TiN):TiAl N/Al TiN涂層中形成的氧化鋁層可以有效提高刀具的高溫加工壽命。主要用于干式或半干式切削加工的硬質(zhì)合金刀具可選用該涂層。根據(jù)涂層中所含鋁和鈦的比例不同,Al TiN涂層可提供比TiAl N涂層更高的表面硬度,因此它是高速加工領(lǐng)域又一個(gè)可行的涂層選擇。

(中國(guó)刀具商務(wù)網(wǎng))