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知道为啥硬质合金刀具要涂层吗?

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浏览:- 发布日期:2020-07-19 20:11:31【

涂层硬质合金刀具具有以下优点:

(1)表层的涂层材料具有极高的硬度和耐磨性,若与无涂层的硬质合金相比,涂层硬质合金允许采用较高的切削速度,从而提高了加工效率,或能在同样的切削速度下大幅度地提高刀具寿命。


(2)
涂层材料与被加工材料之间的摩擦系数较小,若与无涂层的硬质合金相比,涂层硬质合金的切削力有一定降低,已加工表面质量较好


(3)
由于综合性能好,涂层硬质合金刀具有较好的通用性和较宽的适用范围。硬质合金涂层最常用的方法是高温化学气相沉积法(HTCVD) ,用等离子体化学气相沉积法(PCVD)在硬质合金表面涂敷涂层的工艺也得到了应用。

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硬质合金铣刀的涂层种类:


最常见的3种涂层材料是氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)和氮铝化钛(TiAIN)
氮化钛涂层可增加刀具表面的硬度和耐磨性,降低摩擦系数,减少积屑瘤的产生,延长刀具寿命。氮化钛涂层刀具适合于加工低合金钢和不锈钢。


碳氮化钛涂层表面为灰色,硬度比氮化钛涂层要高,耐磨性更好。与氮化钛涂层相比,碳氮化钛涂层刀具能在更大的进给速度及切削速度下加工(分别比氮化钛涂层高出40%60%) ,工件材料去除率更高。碳氮化钛涂层刀具可以加工各种工件材料。


氮铝化钛涂层呈现灰色或黑色,主要涂在硬质合金刀具基体表面上,切削温度达800 ℃ 时仍能进行加工,适合于高速干切削。干切削时切削区的切屑可以用压缩空气清除。氮铝化钛适合加工淬硬钢钛合金镍基合金、铸铁和高硅铝合金等脆性材料。

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硬质合金铣刀的涂层应用:


刀具涂层技术的进展还体现在纳米涂层的实用化方面。将上百层每层几纳米厚的材料涂在刀具基体材料上称为纳米涂层,纳米涂层材料的每一个颗粒尺寸都非常小,因此晶粒边界非常长,从而具有很高的高温硬度、强度和断裂韧性。

 

纳米涂层的维氏硬度可达HV28003000,耐磨性能比亚微米材料提高5%50%。据报道,目前己开发出碳化钛和碳氮化钛交替涂层达到62层的涂层刀具和400层的TiAlNTiAlN/Al2O3纳米涂层刀具。

 

与以上硬涂层相比,在高速钢上涂硫化物(MoS2, WS2)称为软涂层,主要应用于高强度铝合金、钛合金和一些稀有金属的切削。


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