涂层刀具的优越性及最新技术发展

涂层刀具的优越性及最新技术发展
近30余年来,刀具涂层技术迅速发展,涂层刀具得到了广泛应用。1969年德国克虏伯(Krupp)公司和瑞典山特维克(Sandvik)公司研发成功了化学气相沉积(CVD)涂层技术,并向市场推出了CVDTiC涂层硬质合金刀片产品。20世纪70年代初,美国本夏(R.Runshan)和拉格胡南(A.Raghuran)研发了物理气相沉积(PVD)工艺,并于1981年将PVDTiN高速钢刀具产品推向市场。当时CVD涂层工艺温度约1000℃,主要用于硬质合金刀具(刀片)的表面涂层;PVD涂层工艺温度为500℃和500℃以下,主要用于高速钢刀具的表面涂层。

  后来,CVD和PVD涂层技术不断迅速发展,在涂层材料、涂层设备和工艺等方面都有了很大进步,而且发展了多层材料的涂覆技术,使涂层刀具(刀片)的使用性能有了很大的提高。PVD涂层技术过去主要用于高速钢刀具,而近年来随着PVD涂层技术飞跃发展,也成功用于硬质合金刀具(刀片),占领了硬质合金涂层刀具(刀片)的一半阵地。现在,涂层高速钢刀具和涂层硬质合金刀具(刀片)广泛应用,已占全部刀具使用总量的50%以上。

  涂层刀具的优越性

  在韧性较好的刀具(刀片)基体上进行表面涂层,涂覆具有高硬度、高耐磨性、耐高温材料的薄层(如TiN、TiC等),使刀具(刀片)具有全面、良好的综合性能。未涂层高速钢的硬度仅为62~68HRC(760~960HV),硬质合金的硬度仅为89~93.5HRA(1300~1850HV);而涂层后的表面硬度可达2000~3000HV以上。

  ①由于表面涂层材料具有很高的硬度和耐磨性,且耐高温。故与未彩票平台哪个最安全涂层的刀具(刀片)相比,涂层刀具允许采用较高的切削速度,从而提高了切削加工效率;或能在相同的切削速度下,提高刀具寿命。

  ②由于涂层材料与被加工材料之间的摩擦系数较小,故涂层刀具(刀片)的切削力小于未涂层刀具(刀片)。

  ③用涂层刀具(刀片)加工,零件的已加工表面质量较好。

  ④由于涂层刀具(刀片)的综合性能良好,故涂层硬质合金刀片有较好的通用性,一种涂层硬质合金牌号的刀片具有较宽的使用范围。
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  刀具涂层技术的发展和进步

  笔者多次参观了国际机床工具展览会,收集到很多资料,并听取了各大工具公司的技术报告,从而了解到刀具产品表面涂层技术的发展和进步。

  CVD涂层技术的进展

  过去,硬质合金刀具表面涂层采用高温化学气相沉积(HTCVD)工艺。在常压或负压的沉积系统中,将纯净的H2、CH4、N2、TiCl4、AlCl3、CO2等气体根据沉积物的成分,按一定配比均匀混和,依次涂到具备一定温度(一般为1000~1050℃)的硬质合金刀片表面,即在刀片表面沉积TiC、TiN、TiCN、Al2O3或者它们的复合涂层。直到现在,HTCVD仍是使用最多的工艺方法,除HTCVD外,还有等离子体化学气相沉积(PCVD)工艺,它是在硬质合金刀具(刀片)表面涂层的另一种方法,因这种涂层工艺温度较低(700~800℃),故刀片的抗弯强度降低。因为TiC与基体材料的线膨胀系数最接近,通常用TiC薄层先涂在基体表面上,外面再涂TiN、Al2O3,如TiC/TiN、TiC/Al2O3、TiC/TiCN/TiN等。

(源自:中华机械网) >>特别推荐2008年机械行业研究报告 >>3D机械设计软件SolidWorks手把手培训活动 1 2 3 下一页 玩彩票哪个平台好
 
刀具刀片表面

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