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塗層資料分析
發布時間:2018-06-08 瀏覽:

塗層資料分析


塗層資料須具有硬度高、耐磨性好、化學功用安穩、不與工件資料發作化學反應、耐熱耐氧化、衝突因數低,以及與基體附著牢固等要求。顯然,單一的塗層資料很難滿意上述各項要求。所以硬質塗層資料已由開始隻能塗單一的TiC、TiN、Al2O3,進入到開發厚膜、複合和多元塗層的新階段。新開發的TiCN、TiAlN、TiAlN多元、超薄、超多層塗層與TiC、TiN、Al2O3等塗層的複合,加上新式的抗塑性變形基體,在改進塗層的耐性、塗層與基體的結合強度、進步塗層耐磨性方麵有了重大進展。現在,又突破了在硬質合金基體上塗覆金剛石薄膜技術,全麵進步了刀具的功用。 
工藝最老練和運用最廣泛的硬質塗層資料是TiN,但TiN與基體結合強度不及TiC塗層,塗層易脫落,且硬度也不如TiC高,在切削溫度較高時膜層易氧化而被燒蝕。TiC塗層有較高的硬度與耐磨性,抗氧化性也好,但其性脆,不耐衝擊。TiCN兼有TiC和TiN兩種資料的長處,它在塗覆過程中可通過接連改動C、N的成份操控TiCN性質,並構成不同成份的多層結構,可下降塗層的內應力,進步耐性,增加塗層的厚度,阻撓裂紋的擴展,削減崩刃。所以,現在出產的一些刀片,如瑞典Sandvik公司引薦用於加工鋼料的GC4000係列刀片、我國株洲硬質合金廠出產的CN係列刀片、日本東芝公司的T715X和T725X塗層刀片中均有TiCN塗層成份。TiCN基塗層適於加工普通鋼、合金鋼、不鏽鋼和耐磨鑄鐵等資料,用它加工工件時的資料切除率可進步2~3倍。 
TiAlN、CrN、TiAlCrN是近幾年來開發的硬質塗層新資料。TiAlN塗層刀片已商品化。它的化學安穩性和抗氧化磨損功用好,用其加工高合金鋼、不鏽鋼、鈦合金和鎳合金時的刀具壽數可比TiN塗層高3~4倍。此外,TiAlN塗層中如果有適宜的鋁濃度,切削時在刀具前刀麵和切屑的界麵上還會產生一層硬質的慵懶保護膜,該膜有較好的隔熱性,可更有效地用於高速切削。例如,美國Kennametal公司推出的H7刀片,係TiAlN塗層,是專為高速銑削合金鋼、高合金鋼和不鏽鋼等高功用資料而規劃的。CrN是一種無鈦塗層,適於切削鈦和鈦合金、銅、鋁以及其它軟資料,化學安穩性好,不產生粘屑。TiAlCrN是一種梯度結構塗層,不隻具有高的耐性和硬度,而且衝突因數也較小,適用於銑刀、滾刀、絲錐等多種刀具,切削功用顯著優於TiN。 
德國某公司開發了Supernitride塗層係列,其中超級氮化鈦塗層有很高的含鋁量,可構成安穩的氧化層(氧化溫度達1000℃),它比一般的TiAlN塗層更硬、更細密、更耐高溫,適用於高速切削、幹式切削和硬切削的刀具,可加工硬度高達58HRC以上的淬火鋼。 
此外,納米超薄膜塗層工藝已日趨老練。據報道,日本某公司推出了一種高速強力型鑽頭,它是在耐性好的K類(WC+Co)硬質合金基體上交互塗覆了1,000層TiN和AlN超薄膜塗層,塗層厚度約2.5μm。運用表明,該鑽頭的抗彎強度與斷裂耐性可大幅度進步,其硬度則與CBN相當,刀具壽數可進步2倍左右。該公司還開宣布ZX塗層立銑刀,超薄膜鍍層數達2,000層,每層厚度約1nm,用該立銑刀加工60HRC的高硬度資料,刀具壽數遠高於TiCN和TiAlN塗層刀具。第八屆我國國際機床博覽會(CIMT2003)上,瑞士某公司推出的納米結構塗層(AITiN/SiN) 立銑刀,其塗層硬度為45GPa,氧化溫度1100℃,切削比照實驗表明,其壽數比TiN塗層立銑刀高3倍,比TiAlCN塗層立銑刀高2倍。除上述AITiN/SiN、TiAlCN新塗層外,還有特定功用的塗層,如MoS2、DLC潤滑塗層,其衝突因數小(0.05),適於塗覆絲錐、鑽頭等刀具,可改進排屑功用,或許作為複合塗層的外表塗層,削減切屑的粘結。


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