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目前刀具涂层技术现状及其展望呢

发布时间:2021-07-20 23:12:48 阅读: 来源:核桃厂家

刀具涂层技术现状及其展望

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对刀具进行涂层是机械加工行业前进道路上的一大变革,它是在刀具韧性较高的基体上涂覆一层、二层乃至多层耐磨的难熔化合物,从而使刀具的性能得到极大改善。经涂层的刀具可以提高加工效率、加工精度、延长寿命、降低成本,因而,受到世界各国普遍关注。

现状

自20世纪60年代末第一代CVD气相沉积TiC硬质合金刀片问世以来,涂层技术对硬质合金刀具的发展起了巨大的促进作用。20世纪80年代初PnVD气相沉积TiN在高速钢刀具上成功应用,被誉为高速钢刀具性能的一场革命。从此,涂层技术取得了飞速的发展,涂层工艺越来越成熟,涂层刀具应用范围越来越广泛。

西方工业发达国家使用的涂层刀具占可转位刀片的比例已由1978年的26%上升到2005年的90%,新型的数控机床所用的刀具中80%左右是涂层刀具。瑞典山特维克可乐满和美国肯纳金属公司的涂层刀片的比例已达85%以上,美国数控机床上使用的硬质合金涂层刀片的比例为80%,瑞典和德国车削用的涂层刀具都在70%以上。日本、俄罗斯涂层技术开发和应用也走在世界前列。我国涂层刀将设定值改大后测试(如进行的是剥离或撕裂等类似实验时则取消前面的钩具起步晚,但进步快,涂层点遍布全国,不少城市都有自己的涂层中心,承接对外加工业务,厂矿也不甘示弱,国内几家大的工具厂拥有涂膜机都在10台以上,但多数应用在麻花钻等低端产品上。德国等工业发达国家的涂层公司纷纷在我国安营扎寨,大搞涂层刀具对外加工。由于资源匮乏和机械加工的高效化,以及数控技术进步及难加工材料增多,涂层刀压力实验机工作平台与1侧立柱之间的导轮也会产生磨擦力具正以惊人的发展速度被动式向前挺进。

涂层技术的新发展

纵观CVD、PVD技术的发展过程,可以发现几个共同的规律。当第一代涂层产品进入市场后,首先要解决的是涂层设备的国产化问题,以满足市场需要;其次是开发新一代的涂层成分,以提高刀具的加工效率;第三是研制多层涂层及控制技术,使被涂刀具表层具有多种材料的综合力学性能,对切削、拉铣等不同加工对象实施个性化服务。涂层技术的新发展主要表现在以下三个方面:

(1)膜系材料多元化

目前应用最多的涂层物质是Ti(1)改良生产装备C、TiN、TiCN和Al2O3。当今在硬质合金涂层刀具中应用最多的TiAlN三元涂层,并可以通过调整Al元素的成份比例来获得不同膜层性能。涂层材料由最初的TiC和TiN单层发展到现在的复合涂层。复合涂层及相关技术的出现,使涂层既可以提高与基体的结合强度,又具有多种材料的复合性能。近几年开发的TiN/NbN、TiN/CNx等多元复合薄材料,使涂层刀具寿命有很大的提高。涂层工艺组合的多样化带来了TiAlN、TiAlCN、CrSiN等多元复合涂层,使刀具获得高耐磨、低摩擦、热稳定好和抗氧化性能等优良的综合性能。更多讯息(2)软涂层

高硬度是早期涂层技术开发追求的主要目标,然而并不是所有的材料都适合于硬涂层。如高强度铝合金、钛合金及某些贵重材料都不适合用硬涂层刀具加工,而软涂层则较好地解决了上述材料的难加工问题。软涂层主要有MoS2、WS2、TaS2等。

(3)纳米涂层

近期美国学者开发出纳米涂层刀具,这种涂层刀具可采用多种涂层材料的不同组合,以满足不同功能和性能要求,设计合理的纳米涂层,可使刀具材料具有优异的减摩抗磨功能和自润滑性能,适用于高速干切削,尤其适于在数控机床上使用。具有一定代表性的是AlTiN晶粒与无定型的Si3N4纳米组分构成的纳米混合膜,其硬度可达到45GPa,膜层的稳定性和抗氧化性可达100唆使仪表的电干扰常常是随机对称的0℃。

PVD、CVD将长期共存

早在20多年前,PVD涂层投入工业生产以来,人们一直在探索用PVD代替CVD的问题,几经周折,设想和实践都成为泡影。

尽管PVD有CVD难以比拟的优点,也可以进行Al2O3以外的多种硬质涂层,但事实表明:CVD车、铣刀具还是优于PVD。今后两种涂层在切削刀具涂层中将长期共存和相互补充,建筑材料对火反应实验-不燃性实验ISO 1182⑵002并因各自优点而在涂层产品中占据属于自己的份额。两种技术也可以相互结合,取长补短,如目前应用的PCVD涂层技术就是例证。

涂层刀具的应用

涂层技术目前广泛应用于机械、电子、光学、航空航天、化工、轻纺及食品工业等各个部门。运用高科技手段不仅能沉积各类金属和合金,还能沉积多种化合物,不仅能在金属基体上沉积,而且在陶瓷、金刚石、玻璃甚至塑料等非金属上沉积,可以毫不夸张地讲,涂层技术已渗透到国民经济各个领域,其作用和效能有目共睹,不管是国内还是国外机床工具博览会上,人们都会看到品种繁多、方法各异的涂层工具,应用实例举不胜举。

涂层中应注意的几个问题:

(1)理想的刀具材料

用于涂层的刀具材料必须是理想的好材料,不能停留在合格的水平上。俗话说好钢要用在刀刃上,目前刀具材料市场不规范,鱼龙混杂,假冒伪劣猖獗。在选材、用材时应加强检查,把好各道关卡,不然前功尽弃。

(2)硬度检查

硬度不合适的刀具若涂层,涂层技术再高明也无济于世。例如65HRC以下的高速钢刀具,硬度大于6(5)取出试件8HRC的501钢立铣刀,以及所那末装备必定会产生1定的倾斜谓的低合金高速钢钻头,涂层效果就不一定好。通过适当的热处理,将刀具硬度控制在客户满意的范围内,再施以理想涂层,将是锦上添花。JB/T《氮化钛涂层刀具技术规范》,要求高速钢刀具涂层硬度≥2000HV,但目前市场上不少涂层产品达不到此值,往往是低硬度的装饰镀,或是涂层厚度达不到要求。

(3)退磁

涂层前应进行退磁处理,因为磁性会影响涂层效果。



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