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刀具涂層技術(shù)集錦

來源:中國幕墻網(wǎng)收集整理  作者:*  日期:2008-6-10
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cemecon公司:用于切削刀片的“加厚涂層”

  從最初試圖采用加厚涂層的方法制備PVD涂層,近十個年頭過去了,而將該技術(shù)成功應用于可轉(zhuǎn)位刀片,更堪稱一個可圈可點的飛躍。對于厚度僅為千分之幾毫米的涂層,究竟是怎樣的涂層才
cemecon公司:用于切削刀片的“加厚涂層”

  從最初試圖采用加厚涂層的方法制備PVD涂層,近十個年頭過去了,而將該技術(shù)成功應用于可轉(zhuǎn)位刀片,更堪稱一個可圈可點的飛躍。對于厚度僅為千分之幾毫米的涂層,究竟是怎樣的涂層才有資格被專家認定為“加厚”涂層?迄今為止,多數(shù)高厚度的涂層都是采用CVD方法生產(chǎn)的,平均涂層厚度在10μm至12μm之間,其成份最初為TiN、TiCN以及氧化鋁與另外一種元素的化合物。


  但在實踐應用中,隨著材料的需求范圍日漸擴展,為了更加嚴格地適配涂層材料的特性,刀具制造商往往又希望選擇、鉻和硅這樣的化合材料,以便用最好的、最可能實現(xiàn)的方法來裝備其刀具產(chǎn)品,從而滿足客戶的新要求。而這就需要借助PVD技術(shù)來實現(xiàn)。而且,對該技術(shù)的運用還可獲得諸如超光滑的涂層表面和低處理溫度等多項優(yōu)點。可以說,在將來采用諸如鋁、鉻、鋯和其它材料完全有可能創(chuàng)新開發(fā)出新的涂層材料。


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圖1 采用PVD技術(shù)獲得厚度達12μm的涂層已成為可能

  cemecon 公司率先推出Supernitrides工藝解決方案—這種氧和氮的單結(jié)構(gòu)的組合涂層產(chǎn)品將氮涂層和氧涂層的優(yōu)點相結(jié)合,擯棄了單一涂層的缺陷。一般而言,氮涂層材料的生產(chǎn)成本相對昂貴,而且盡管其機械性能很好,卻仍然容易受到腐蝕。而氧涂層則反之,其具有很高的化學穩(wěn)定性的同時,抗磨損能力卻極低。而新的組合涂層材料,至少可將其鋁含量提高到80mol%ALN,而傳統(tǒng)涂層材料的摩爾含量最高僅為65%ALN。


  那么,鋁含量的提高是否會帶來機械性能的降低?經(jīng)驗證,這種現(xiàn)象并未在通過Supernitrides工藝獲得的產(chǎn)品上發(fā)生。與之相反,SupernitrideR2C3的磨損比傳統(tǒng)的AlTiN涂層材料降低了30~50%,有效延長了工具使用壽命。同時,由于它在升溫過程中具有極高強度,確保了較高的切削速度,從而意味著,可以將更多的材料納入到干式加工范疇中來。


  根據(jù)切削刃和實際應用的條件,采用PVD技術(shù)可生產(chǎn)出3μm、8μm甚至更厚的涂層。加厚涂層的優(yōu)點也體現(xiàn)得相當明顯:首先,保護刀具的基體,令其免受加工過程中因高溫等因素引發(fā)的不良影響。其次,涂層的厚度加倍,刀具在相同應用條件下的使用壽命可延長100%。


﹝原稿提供:cemecon公司〕

用于車加工的新刀片:Tigertec-STEEL

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圖2 各鍍層由特殊的中間層進行粘合連接

  繼此前推出的廣受歡迎的雙色鍍層可轉(zhuǎn)位刀片,瓦爾特全新推出用于車加工的新刀片—Tigertec-STEEL。這款新刀片延續(xù)了老虎刀片在銑加工和鉆加工應用中的優(yōu)良性能,它擁有平滑的表面,增強的韌性和摩擦使得加工更加穩(wěn)定順暢。新款系列刀片與既往產(chǎn)品同樣,擁有指示鍍層可顯示磨損程度。


  而Tigertec -STEEL與其他Tigertec刀片的主要不同在于,其鍍層厚度較傳統(tǒng)的Tigertec刀片厚了30%,這增強了刀片加工時的穩(wěn)定性,降低了刀片變形程度。各鍍層由特殊的中間層進行粘合連接(如圖2),保證了在車加工時鍍層的粘附性。借助新鍍層更有效降低了側(cè)面磨損程度,這帶來了持續(xù)高效加工的性能,最少也可提供30%的性能提高,同時確保更長的刀具壽命。


  
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圖3 不同刀

圖3 不同刀片的側(cè)面磨損情況比較

如圖3所示,a為使用過的WAP材質(zhì)刀片的側(cè)面磨損情況,b為使用過的Tigertec-STEEL刀片。加工條件為:被加工材料56NiCrMoV7,切削速度230m/min,進給0.45mm。而在25分鐘之后的局部磨損程度,WAP刀片為0.7mm,WPP刀片為0.2mm。


【原稿提供:瓦爾特公司】

  正如cemecon公司所宣稱的,為了能夠快速適應新的機加工要求,在技術(shù)發(fā)展的早期階段便認清其發(fā)展趨勢,顯得非常重要。對于刀具涂層行業(yè)而言,為達此目標,必須與刀具制造商和用戶保持密切合作。而滿足客戶要求、引導客戶新興需求的過程,本身便是一個永無止境的循環(huán)。上述瓦爾特公司的WPP新款刀片旗下,便擁有WPP10、WPP20、WPP30三種牌號,以期借助這3種不同硬度和韌性的材質(zhì)向客戶提供不同的加工質(zhì)量。

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