欢迎您来到:北京沃尔德金刚石工具股份有限公司

网站支持:中企动力 北二分

友情链接: 廊坊西波尔    西波尔旗舰店

版权所有:© 北京沃尔德金刚石工具股份有限公司

>
>
>
刀具涂层技术介绍(一)

刀具涂层技术介绍(一)

浏览量
【摘要】:
刀具涂层技术介绍(一)1. 前言现代制造业对机械加工提出更高的要求:提高加工效率、可靠性与精度。而刀具表面涂层技术作为一种解决方案,日益受到重视。2.涂层刀片针对更高的机械加工要求,世界范围内各个厂家各自推出各类涂层刀片以满足需求:日本住友公司推出BNC2000系列刀片,采用新开发的 CBN 基体镀有一层 TiCN或TiAlN 涂层,欲以进一步提高耐用性,更稳定地加工并具有更长的刀具寿命[1]。日

刀具涂层技术介绍(一)

1. 前言

现代制造业对机械加工提出更高的要求:提高加工效率、可靠性与精度。而刀具表面涂层技术作为一种解决方案,日益受到重视。

2.涂层刀片

针对更高的机械加工要求,世界范围内各个厂家各自推出各类涂层刀片以满足需求:

日本住友公司推出BNC2000系列刀片,采用新开发的 CBN 基体镀有一层 TiCNTiAlN 涂层,欲以进一步提高耐用性,更稳定地加工并具有更长的刀具寿命[1]

日本三菱推出的高硬度钢车削加工用涂层CBN刀片,适用于连续、断续切削的广泛加工领域,以期耐磨损性、耐破损性能够大幅提高[2]

美国肯纳公司推出的新型碳氧化钛外涂层(TiOCN)系列刀片,延长刀具寿命并提高切削刃的利用率[3]

京瓷集团推出的PDL025系列硬质合金刀片,采用DLC涂层接近金刚石的硬度,适用于铝合金的高品位、长寿命加工[4]

株洲钻石公司推出的金钻系列硬质合金刀片,采用PVD涂层原子重排技术,基体与TiAlN基纳米多层涂层,追求涂层硬度,韧性及热稳定性能的匹配,适用于多种材料的车削加工及铣削加工[5]

北京沃尔德公司推出的PCBN涂层刀片,用以优质的PCBN原料,再加上特殊涂层,刀片寿命更长,为客户降本增效。在原本优质表现的PCBN刀片基础上更增刀片使用寿命,可适用于多种工况的加工,取得良好的使用效果。

3.刀具表面涂层的优势

目前切削刀具制造领域有三大关键技术:刀具材料、切削加工工艺及涂层技术。涂层技术作为其中一大关键技术,能够带给刀具诸多优势。涂层技术之于刀具,可大幅度提高表面硬度,使刀具具有更好的耐磨性和切削性能,降低与工件的摩擦系数,改变热扩散途径从而保护刀具基体,改善使用效率等诸多优势。

本公司推出的PCBN涂层刀片较未涂层刀片,具有更长的寿命,能够降本增效。采用同种规格,同种材料的刀片,在相同的线速度、进给速度及切削深度下,涂层型的PCBN刀片较原有刀片的切削性能稳定,尺寸变形较小,是原有刀片寿命的2~3倍,刀片磨损量非常小。

4.刀具涂层材料

涂层材料发展于上世纪80年代,一般分为软涂层与硬涂层材料两大类,目前刀具采用的涂层材料多为硬涂层材料,一般分为硅化物、硼化物、氮化物、碳化物、氧化物、碳氮化物、金刚石及复合涂层,共计八大类数几十个品种。硬涂层材料包括了单层薄膜和复合薄膜,主要分为:以金刚石、TiSiNTiAlSiN等为代表的超硬涂层、TiN/TiCNAl2O3/TiN等多层复合涂层、TiCNTiAlNTiAlCN及润滑膜等多元复合金属的化合物及TiNTiCZrNCrN等过渡金属的氮化物和碳化物。

TiCTiN涂层材料发展最早且在工业上有较为成熟的应用,TiC涂层的抗机械磨损性能良好,可以降低加工过程中的阻力,降低切削温度,有较高硬度和耐磨性,但性脆,不耐冲击。TiN材料具有较高的化学稳定性,但抗氧化能力弱,韧性和抗月牙洼磨损能力较弱,与铁基体亲和力小,摩擦系数低。TiN一般切削温度在300左右,当使用温度达到500的时候,膜层有明显的氧化烧蚀。

TiCN兼有TiCTiN两种材料的特点,可降低涂层的内应力,提高韧性,增加涂层的厚度,阻止裂纹的扩展,减少崩刃,适合于要求较低摩擦系数又要求较高硬度的场合,如普通钢、合金钢、不锈钢和耐磨铸铁的加工[6]

(Ti, Al)N在切削时会在刀刃界面上形成一层由一种非晶体的氧化铝组成的硬的惰性的保护膜,此膜的导热性差,可使切屑带走更多的切削热。(Ti, Al)N涂层具有良好的红硬性、抗氧化性及低的热传导系数,在高速切削中性能优异,它比TiN更能有效地用于连续高速车削,也适合于加工钛合金、镍合金不锈钢等工件。

相比于TiCTiN涂层刀具,A12O3涂层刀具具有更高的切削性能。在进行钢件高速切削时,A12O3具有更好的化学稳定性和高温抗氧化能力,A12O3涂层在高温下硬度的降低较TiC涂层小,因此具有更好的抗磨损和抗热塑性变形的能力,具有较高的耐用度。

金刚石涂层硬度可达10000HV ,导热性强,摩擦系数较低,具有优异的力、热、光、电等性能以及高弹性模量和低摩擦系数,适用于有色金属合金的高速切削,具有广泛的应用前景。国内外研究表明金刚石涂层刀具已可实用于石墨电极、石墨模具、陶瓷生坯、航空高硅铝合金、碳纤维复合材料、手机外壳和零部件以及其他有色金属材料等加工领域[7]

纯金刚石涂层刀具不能用于加工钢件,因为加工钢件时所产生的切削热导致金刚石发生化学反应转变为石墨,使涂层与刀具之间的粘附层遭到破坏。

软涂层材料包含:MoS2, WS2, CaS2, TaS2/Mo, WC/C等,加工时,该涂层可在刀具表面形成固体润滑膜,使刀具材料具有很低的摩擦系数。目前国内进行软涂层刀具技术研究的较少,在干切削中应用软涂层刀具,可有效阻止粘结、减小摩擦、降低加工成本、提高刀具寿命,具有很大的发展潜力。

服务热线

010-5841 1388

我们将竭诚为您服务