現代刀具涂層技術介紹

現代刀具涂層技術介紹

一、刀具涂層

刀具涂層是通過化學或物理的方法在刀具表面形成某種薄膜,使切削刀具獲得優良的綜合切削性能,從而滿足高速切削加工的要求;自20世紀70年代初硬質涂層刀具問世以來,化學氣相沉積(CVD)技術和物理氣相沉積(PVD)技術相繼得到發展,為刀具性能的提高開創了歷史的新篇章。涂層刀具與未涂層刀具相比,具有顯著的優越性:它可大幅度提高切削刀具壽命;有效地提高切削加工效率;提高加工精度并明顯提高被加工工件的表面質量;有效地減少刀具材料的消耗,降低加工成本;減少冷卻液的使用,降低成本,利于環境保護。

二、刀具涂層的特點:

1.采用涂層技術可在不降低刀具強度的條件下,大幅度地提高刀具表面硬度,目前所能達到的硬度已接近100GPa。

2.隨著涂層技術的飛速發展,薄膜的化學穩定性及高溫抗氧化性更加突出,從而使高速切削加工成為可能。

3.潤滑薄膜具有良好的固相潤滑性能,可有效地改善加工質量,也適合于干式切削加工。

4.涂層技術作為刀具制造的最終工序,對刀具精度幾乎沒有影響,并可進行重復涂層工藝。

三、常用的涂層

1.氮化鈦涂層:氮化鈦(TiN)是一種通用型PVD涂層,可以提高刀具硬度并具有較高的氧化溫度。該涂層用于高速鋼切削刀具或成形工具可獲得很不錯的加工效果。

2.氮化鉻涂層:Cr N涂層良好的抗粘結性使其在容易產生積屑瘤的加工中成為首選涂層。涂覆了這種幾乎無形的涂層后,高速鋼刀具或硬質合金刀具和成形工具的加工性能將會大大改善。

3.金剛石涂層:CVD金剛石涂層可為非鐵金屬材料加工刀具提供最佳性能,是加工石墨、金屬基復合材料(MMC)、高硅鋁合金及許多其它高磨蝕材料的理想涂層(注意:純金剛石涂層刀具不能用于加工鋼件,因為加工鋼件時會產生大量切削熱,并導致發生化學反應,使涂層與刀具之間的粘附層遭到破壞)。

4.氮碳化鈦涂層:氮碳化鈦(TiCN)涂層中添加的碳元素可提高刀具硬度并獲得更好的表面潤滑性,是高速鋼刀具的理想涂層。

5.氮鋁鈦或氮鈦鋁涂層(TiAl N/Al TiN):TiAl N/Al TiN涂層中形成的氧化鋁層可以有效提高刀具的高溫加工壽命。主要用于干式或半干式切削加工的硬質合金刀具可選用該涂層。根據涂層中所含鋁和鈦的比例不同,Al TiN涂層可提供比TiAl N涂層更高的表面硬度,因此它是高速加工領域又一個可行的涂層選擇。

(中國刀具商務網)