刀具涂層及如何正確選擇刀具涂層

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1、TiN、TiC、TiCN和TiAlN等刀具涂層及如何選擇刀具涂層TiN氮化鈦TiAlN氮化鋁鈦氮鋁鈦涂層氮鋁化鈦TiCN氮碳化鈦TiAlCN氰化鋁鈦Ti2N氮化二鈦CrN,氮化鉻ZrN,氮化鋯AlTiN氮化鈦鋁氮鈦鋁涂層金剛公司推出的各種新型涂層　　涂　層顏色硬　度HV厚　度μm摩擦系數(shù)最高使用溫度℃說(shuō)　明　　ZrCN復(fù)合蘭灰25001-40.3550通用性強(qiáng)　　TiN單層金黃23001-40.4500高性價(jià)比涂層　　TiAlN復(fù)合紫色32001-40.5800通用性強(qiáng)　　AlTiN復(fù)合黑34001-40.5

2、900高速、高硬度加工　　TiAlCrN亞黑35001-40.61000特殊加工領(lǐng)域　　TiCN漸層灰黑30001-40.4400高韌性通用涂層　　CrN漸層銀亮20003-150.5700適用加工銅、鈦、模具　　DLC黑彩1000~40000.5-20.05400適用于有色金屬、石墨、塑膠??涂層刀具是在強(qiáng)度和韌性較好的硬質(zhì)合金或高速鋼(HSS)基體表面上，利用氣相沉積方法涂覆一薄層耐磨性好的難熔金屬或非金屬化合物(也可涂覆在陶瓷、金剛石和立方氮化硼等超硬材料刀片上)而獲得的。涂層作為一個(gè)化學(xué)屏障和熱屏障，

3、減少了刀具與工件間的擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)，從而減少了月牙槽磨損。涂層刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化學(xué)性能穩(wěn)定、耐熱耐氧化、摩擦因數(shù)小和熱導(dǎo)率低等特性，切削時(shí)可比未涂層刀具提高刀具壽命3~5倍以上，提高切削速度20%~70%，提高加工精度0.5~1級(jí)，降低刀具消耗費(fèi)用20%~50%。因此，涂層刀具已成為現(xiàn)代切削刀具的標(biāo)志，在刀具中的使用比例已超過(guò)50%。目前，切削加工中使用的各種刀具，包括車(chē)刀、鏜刀、鉆頭、鉸刀、拉刀、絲錐、螺紋梳刀、滾壓頭、銑刀、成形刀具、齒輪滾刀和插齒刀等都可采用涂層工藝來(lái)提高它們的使用性能?！?/p>

4、　涂層刀具有四種：涂層高速鋼刀具，涂層硬質(zhì)合金刀具，以及在陶瓷和超硬材料(金剛石或立方氮化硼)刀片上的涂層刀具。但以前兩種涂層刀具使用最多。在陶瓷和超硬材料刀片上的涂層是硬度較基體低的材料，目的是為了提高刀片表面的斷裂韌度(可提高10%以上)，可減少刀片的崩刃及破損，擴(kuò)大應(yīng)用范圍?！　⊥繉臃椒ā　∧壳吧a(chǎn)上常用的涂層方法有兩種：物理氣相沉積(PVD)法和化學(xué)氣相沉積(CVD)法。前者沉積溫度為500℃，涂層厚度為2~5μm；后者的沉積溫度為900℃~1100℃，涂層厚度可達(dá)5~10μm，并且設(shè)備簡(jiǎn)單，涂層均勻

5、。因PVD法未超過(guò)高速鋼本身的回火溫度，故高速鋼刀具一般采用PVD法，硬質(zhì)合金大多采用CVD法。硬質(zhì)合金用CVD法涂層時(shí)，由于其沉積溫度高，故涂層與基體之間容易形成一層脆性的脫碳層(η相)，導(dǎo)致刀片脆性破裂。近十幾年來(lái)，隨著涂覆技術(shù)的進(jìn)步，硬質(zhì)合金也可采用PVD法。國(guó)外還用PVD/CVD相結(jié)合的技術(shù)，開(kāi)發(fā)了復(fù)合的涂層工藝，稱為PACVD法(等離子體化學(xué)氣相沉積法)。即利用等離子體來(lái)促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)，可把涂覆溫度降至400℃以下(目前涂覆溫度已可降至180℃~200℃)，使硬質(zhì)合金基體與涂層材料之間不會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)散、相

6、變或交換反應(yīng)，可保持刀片原有的韌性。據(jù)報(bào)道，這種方法對(duì)涂覆金剛石和立方氮化硼(CBN)超硬涂層特別有效?！　∮肅VD法涂層時(shí)，切削刃需預(yù)先進(jìn)行鈍化處理(鈍圓半徑一般為0.02~0.08mm，切削刃強(qiáng)度隨鈍圓半徑增大而提高)，故刃口沒(méi)有未涂層刀片鋒利。所以，對(duì)精加工產(chǎn)生薄切屑、要求切削刃鋒利的刀具應(yīng)采用PVD法。涂層除可涂覆在普通切削刀片上外，還可涂覆到整體刀具上，目前已發(fā)展到涂覆在焊的硬質(zhì)合金刀具上。據(jù)報(bào)道，國(guó)外某公司在焊接式的硬質(zhì)合金鉆頭上采用了PCVD法，結(jié)果使加工鋼料時(shí)的鉆頭壽命比高速鋼鉆頭長(zhǎng)10倍，效

7、率提高5倍。　涂層材料　　涂層材料須具有硬度高、耐磨性好、化學(xué)性能穩(wěn)定、不與工件材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、耐熱耐氧化、摩擦因數(shù)低，以及與基體附著牢固等要求。顯然，單一的涂層材料很難滿足上述各項(xiàng)要求。所以硬質(zhì)涂層材料已由最初只能涂單一的TiC、TiN、Al2O3，進(jìn)入到開(kāi)發(fā)厚膜、復(fù)合和多元涂層的新階段。新開(kāi)發(fā)的TiCN、TiAlN、TiAlN多元、超薄、超多層涂層與TiC、TiN、Al2O3等涂層的復(fù)合，加上新型的抗塑性變形基體，在改善涂層的韌性、涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度、提高涂層耐磨性方面有了重大進(jìn)展。目前，又突破了在硬

8、質(zhì)合金基體上涂覆金剛石薄膜技術(shù)，全面提高了刀具的性能?！　」に囎畛墒旌蛻?yīng)用最廣泛的硬質(zhì)涂層材料是TiN，但TiN與基體結(jié)合強(qiáng)度不及TiC涂層，涂層易剝落，且硬度也不如TiC高，在切削溫度較高時(shí)膜層易氧化而被燒蝕。TiC涂層有較高的硬度與耐磨性，抗氧化性也好，但其性脆，不耐沖擊。TiCN兼有TiC和TiN兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，它在涂覆過(guò)程中可通過(guò)連續(xù)改變C、N的成份控制TiCN性質(zhì)，并形成不同成份的多層結(jié)構(gòu)