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刀具涂層技術(shù)
在相對(duì)較軟的刀具基體上涂覆一層或多層硬度高、耐磨性好的金屬或非金屬化合物薄膜(如TiAlN、TiC、TiN、Al2O3等)而形成的涂層刀具,是切削刀具發(fā)展的一次革命。涂層刀具與未涂層刀具相比,具有明顯的優(yōu)越性:顯著降低摩擦系數(shù),改善刀具表面的摩擦學(xué)性能和排屑能力;顯著提高耐磨性和抗沖擊韌性,改善刀具的切削性能,提高加工效率和刀具壽命;提高刀具表面抗化性能,使刀具可以承受更高的切削熱,有利于提高切削速度及加工效率,并擴(kuò)大了干切削的應(yīng)用范圍。
刀具涂層技術(shù)自從問(wèn)世以來(lái),對(duì)刀具技術(shù)的改善和加工技術(shù)起到了越來(lái)越重要的作用,已經(jīng)成為現(xiàn)代刀具的標(biāo)志。涂層刀具是通過(guò)在韌性較好的硬質(zhì)合金基體或高速鋼基體上,涂覆一薄層耐磨性高的難熔金屬化合物而獲得的,使刀具性能發(fā)生了巨大的變化。
對(duì)硬質(zhì)合金,一般采用化學(xué)氣相沉積法(CVD),層積溫度為1000℃;而對(duì)高速鋼刀具,一般采用物理氣相沉積法(PVD),層積溫度在500℃左右。隨著涂層工藝的日益成熟和不斷發(fā)展,從開(kāi)始的單一涂層,進(jìn)入到開(kāi)發(fā)多元、多層、梯度、納米涂層的新階段。
刀具修磨中常見(jiàn)的刀具材料有哪些?
在刀具修磨中常見(jiàn)的刀具材料有:高速鋼、粉末冶金高速鋼、硬質(zhì)合金及PCD、CBN、金屬陶瓷等超硬材料。高速鋼刀具鋒利、韌性好,硬質(zhì)合金刀具硬度高但韌性差。硬質(zhì)合金數(shù)控刀片的密度明顯大于高速鋼刀具。這二種材料是鉆頭、絞刀、銑削刀片和絲錐的主要材料。粉末冶金高速鋼的性能介于上述二者材料之間,主要用于制造粗銑刀和絲錐。
高速鋼刀具因材料韌性好,故對(duì)碰撞不太敏感。但硬質(zhì)合金數(shù)控刀片硬度高而脆,對(duì)碰撞很敏感,刃口易蹦。所以,在修磨過(guò)程中,必須對(duì)硬質(zhì)合金刀具的操作和放置十分小心,防止刀具間的碰撞或刀具摔落。
銑削刀片
由于高速鋼刀具的精度大多相對(duì)較低,其修磨要求也不高,再加上其價(jià)格也不高,所以,許多制造廠自己設(shè)刀具車間對(duì)其進(jìn)行修磨。但硬質(zhì)合金刀具則往往需要送到專門修磨中心進(jìn)行修磨。
硬質(zhì)合金數(shù)控刀片材料的合理選擇
硬度和耐磨性
刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度,一般要求在60HRC以上。一般情況下,刀具材料的硬度越高,耐磨性就越好。
強(qiáng)度和韌性
刀具切削部分要承受很大的切削力和沖擊力,因此,刀具材料應(yīng)具備較高的強(qiáng)度和韌性,以便承受切削力、沖擊和振動(dòng),防止刀具脆性斷裂和崩刃。
耐熱性和導(dǎo)熱性
在高溫下刀具仍能保持其硬度和強(qiáng)度,耐熱性越好,刀具在高溫時(shí)抗塑性變形的能力、抗磨損的能力也越強(qiáng);導(dǎo)熱性越好,切削時(shí)產(chǎn)生的熱量越容易傳導(dǎo)出去,從而降低切削部分的溫度,減輕刀具磨損。
可加工性和經(jīng)濟(jì)性
為便于制造,刀具材料應(yīng)具有良好的可加工性,包括熱加工性能、機(jī)械加工性能,磨削加工性能等,從而追求高的性價(jià)。