西安铭欧机械-涂层刀具在高速干切削上的应用

2018-11-10  来自: 西安铭欧精密机械有限公司 浏览次数:176

      切削加工是机械加工中比较常用的加工工艺,随着技术的发展进步,人们对传统切削加工提出了高速、清洁等更高要求,这对依赖使用切削液加工的某些工序影响很大。不过技术在不断的完善进步,到了今日切削液已经不再是加工中必须的因素了,其中一个重要的原因是有了涂层刀具。

  涂层刀具在加工的过程中,通过抑制从切削区到刀片(刀具)的热传导来减缓温度的冲击。涂层的作用就象一层热屏障,因为它有比刀具基体和工件材料低得多的热传导系数。

  因此,这些刀具吸收的热量较少,能承受较高的切削温度。无论是车削还是铣削,涂层刀具都允许采用更高效的切削参数,而不会降低刀具寿命。镗刀生产厂家。

  涂层厚度在2到18m之间,它在刀具性能方面起着重要的作用。较薄的涂层比厚的涂层在冲击切削时,经受温度变化的性能要好,这是因为较薄的涂层应力较小,不易产生裂纹。在快速冷却和加热时,厚的涂层就象玻璃杯极快地加热冷却一样,容易碎掉。用薄涂层刀片进行干式切削可以延长刀具寿命高达40%,这就是物理涂层常用来涂圆形刀具和铣刀片的原因。PVD涂层往往涂得比化学涂层要薄,与轮廓结合得较牢固。另外,PVD涂层可以在低得多的温度下沉积在硬质合金上,因此,它们更多地应用于非常锋利的刃口及大的正前角铣刀、车刀。

  虽然涂层材料氮化钛,在所有涂层刀具中占有80%。然而在高速干式切削的情况下,PVD涂层是氮铝钛(TiAlN),它的性能在高温连续切削时,优于氮化钛四倍,例如用于高速车削。TiAlN涂层对于处在较高的热应力条件下的刀具,也胜过其它涂层。象干式铣削及那些小直径孔的深孔钻削切削液难以到达的部位。

  TiAlN在切削温度下比TiN更硬,且具有热稳定性,PVD涂层利用了它的抗化学磨损性能,它的硬度高达维氏3500度,它的工作温度高达1470°F(800℃)。材料科学家推测:这些性质可归功于非结晶的氧化铝薄膜,它是当高温时涂层表面中的一些铝氧化后,在切屑/刀具界面上形成的。

  这项研究特意选用超薄多层PVD涂层,这种沉积过程产生的涂层由上百层组成,每一层仅有几个纳米厚。而一般的PVD涂层的沉积物只有几层微米级厚度的涂层。

  尽管PVD涂层有很多优点,但是对于加工大多数黑色金属,CVD涂层仍然是更受欢迎。在CVD加工过程中,沉积温度比较高有助于提高结合强度,并且允许基体中有较高的钴含量,这样刀刃的韧性好,提高抗塑性变形的能力。由于CVD涂层比PVD涂层厚,就要求在它们的刃口处进行钝化,以防止涂层剥落,同时也能有助于提高刀具的抗磨损性能。允许采用进给量可达0.035英寸/转(0.9mm/r)。

  CVD是在刀具上沉积一层有用的氧化铝的过程,这是人们熟知的耐热和抗氧化的涂层。氧化铝是不良导体,它把刀具与切削变形而生成的热量隔开,促使热量流到切屑中。这是一种极好的CVD涂层材料,主要用于在干切时使用的硬质合金车刀。它在高速切削时还能保护基体,是抗磨料磨损和月牙洼磨损的涂层。

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