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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(gè)年頭過去了，而將該技術(shù)成功應(yīng)用于可轉(zhuǎn)位刀片，更堪稱一個(gè)可圈可點(diǎn)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(gè)年頭過去了，而將該技術(shù)成功應(yīng)用于可轉(zhuǎn)位刀片，更堪稱一個(gè)可圈可點(diǎn)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(rèn)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(shí)踐應(yīng)用中，隨著材料的需求范圍日漸擴(kuò)展，為了更加嚴(yán)格地適配涂層材料的特性，刀具制造商往往又希望選擇鋁、鉻和硅這樣的化合材料，以便用最好的、最可能實(shí)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(shí)現(xiàn)。而且，對該技術(shù)的運(yùn)用還可獲得諸如超光滑的涂層表面和低處理溫度等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。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(dá)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(diǎn)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(jī)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(xué)穩(wěn)定性的同時(shí)，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(huì)帶來機(jī)械性能的降低？經(jīng)驗(yàn)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(shí)，由于它在升溫過程中具有極高強(qiáng)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(shí)際應(yīng)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(diǎn)也體現(xiàn)得相當(dāng)明顯：首先，保護(hù)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(yīng)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(jìn)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(yīng)用中的優(yōu)良性能，它擁有平滑的表面，增強(qiáng)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(qiáng)了刀片加工時(shí)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(jìn)行粘合連接（如圖2），保證了在車加工時(shí)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(shí)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(jìn)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(yīng)新的機(jī)加工要求，在技術(shù)發(fā)展的早期階段便認(rèn)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(dá)此目標(biāo)，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(dǎo)客戶新興需求的過程，本身便是一個(gè)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(hào)，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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