山特維克可樂滿打造新穎獨特的刀片涂層

■山特維克可樂滿（江蘇蘇州 215021）CHRISTER RICHT

刀片涂層的主要目的

增強刀片耐磨性并延長刀具壽命。原則上講，在刀片基體上涂覆合適的多層涂層后，高機械強度刀片的壽命可大大提高，并有可能實現更高的切削參數。1970年，首個化學氣相沉積（CVD）涂層牌號的出現標志著刀片涂層的問世，之后刀片涂層經歷了突飛猛進的發展。如今，針對ISO P25這一應用范圍的第七代鋼件車削刀片為生產效率樹立了新標準。新涂層硬質合金牌號的刀具材料具有前所未有的卓越性能，為生產效率的進一步提升開辟了道路。

涂層可轉位刀片

需要在刀片基體上涂上層層保護及耐磨材料。這主要是采用化學氣相沉積（簡稱CVD）工藝。CVD基本上指的是各種氣態物質發生化學反應，并在基體表面形成固態涂層。氣態分子互相發生反應，并受特定工藝參數影響而產生不同的涂層沉積。主要參數包括溫度、壓力和氣體類型（及其相對數量）以及涂層沉積的表面。當今CVD工藝已經發展成為高度優化的高科技工藝，不但可對實際工藝進行微調，而且可以高效率大批量制造刀片，并保持穩定的質量。山特維克可樂滿涂層刀片的非凡性能始終走在業內最前沿，一路引領行業標準，其現代CVD工藝的研發很大程度上依賴現代科學、專業技能以及不斷積累的豐富經驗。

氧化鋁（Al2O3）是一種久經考驗的刀具材料，應用范圍較小，由其作為材料制成的整體陶瓷刀具僅限于某些材料的加工應用。氧化鋁的隔熱效果出色，化學穩定性極強，不易與金屬材料發生反應。它質地堅硬，高度耐磨，但因其整體形式而導致脆性較大。不過，脆性大對于涂層來說并不是什么問題，因此對大部分刀片來講，氧化鋁是CVD涂層的理想選擇。涂層可防止過多熱量向刀片基體傳導，從而實現更高的切削速度并延長刀具使用壽命。涂層也可阻止硬質合金基體與工件材料發生化學反應。因此，氧化鋁可成為刀片覆蓋第二涂層的理想材料。

現代涂層技術

采用多層覆蓋法，各個涂層具有不同的屬性，共同造就了涂層刀片的卓越性能。在這種涂層結構中，內層通常是碳氮化鈦（TiCN），刀片涂上這種物質之后便具有強大的附著力，耐磨性大大提高。氧化鋁則沉積在碳氮化鈦之上。外層的氮化鈦（TiN）可減少摩擦，而且氮化鈦呈金色，可清晰地顯示刀具磨損程度。

刀具材料與工藝技術不斷發展，也為新一代鋼件車削涂層刀片建立了一個更好的平臺。主要發展領域包括刀片基體、新刃口處理以及新刀片后處理方法。其中，一種面向所有參數（包括那些適用于制造新涂層牌號的參數）的新協同方法發揮了重要作用。制造工藝不僅為進行鋼件車削的車床加工車間生產出更可靠和性能更佳的刀具，而且實現了刀具性能的穩定性。

氧化鋁涂層

由大約1 μm大小的晶體組成，若以傳統方式應用，可朝不同方向生長。晶體方向對于涂層屬性和刀片性能有相當大的影響。控制涂層中每個晶體的方向，使其朝著預期的方向，就能獲得屬性均勻一致的完美涂層。可以將這種情形比作用柱狀石頭鋪路，要么把石頭散開形成一個表面，要么將每塊石頭立起，表面全部朝上，整齊地鋪在一起。

Inveio涂層技術在晶體方向控制上取得了突破性進展。可轉位刀片前刀面由朝向一致的晶體組成。目前的演變是實現了對CVD工藝中氧化鋁晶體應用的微調。晶體以獨特的方向生長，形成晶體柱排列良好的涂層，產生了全新的刀片表面。這個新表面的散熱效應更佳，金屬切削產生的熱量可分散到更大區域，從而產生降溫效果。涂層中出現的任何裂紋傾向也能見到類似的改善效果：裂紋跡象一般會在表面水平擴散，而不是向材料縱深處開裂，因此產生的破壞影響大大降低。

Inveio 技術邁出了第一步，實現了一個應用很廣的刀片牌號：GC4325，一款用于鋼件車削中間領域的新切削刃。制造工藝能夠為刀片使用者提供質量和性能始終如一的刀具一直以來都是一個關鍵標準。晶體同向生長的Inveio涂層技術的研發正在深入進行，以開發出可進一步優化鋼件車削鄰近區域的更多刀片牌號。

結語

Inveio涂層技術是刀具材料科學的一個新突破，造就了一款獨特的新鋼件車削刀片，優化了ISO P25這一廣泛的應用區域。有了這項新的創新技術，刀片性能得以顯著提升，超越了以往任何類似的牌號改進，為開發一系列鋼件車削刀片奠定了堅實的基礎。這項發展的重大意義也體現在為制造業帶來了進一步提升效率的新機遇。