加工模具用高效长寿命切削刀具材料（二）

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　　所谓超多涂层，是将数微米厚的PVD或CVD涂层交替组合重叠涂覆的涂层构造，其优点是涂层内部产生的微裂纹将在中途停止扩展，从而降低涂层脱落的可能性。而对于单层涂层来说，当涂层裂纹扩展到基体表面时，此处就成为涂层剥离的起点。因此可以说，不容易发生此类情况的涂层就是优质涂层。

　　GC1030涂层牌号在4μm厚的PVD涂层内为多达数千层的超多层涂层构造，构成涂层的元素有钛(Ti)、铝(Al)和氮(N)。从涂层的整体结构来看，是一种超多层的TiAlN涂层；从微观结构上看，是通过改变各层Ti和Al的配比并交替重叠组合而成的超多层TiAlN涂层，其结果是形成了具有高耐热性的含Al成分高的涂层和高韧性涂层交替重叠的涂层构造。从整体上构成了前所未有的高耐热性和抗剥离性兼备的TiAlN涂层材料。

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　　(5)性能对比

　　用山特维克公司原有的TiAlN涂层刀片与GC1030超多层TiAlN涂层刀片进行了切削DAC3工件材料(HRC41)的性能对比试验(切削速度：Vc=90m/min；每齿进给量：fz=0.15mm/齿；刀齿数：z=1；轴向切削余量：ap=2mm；径向切削余量：ae=20mm；顺铣；干切削)。原有TiAlN涂层中含Al成分较多，是一种具有高耐热性的刀片。比较两种刀片试验后的切削刃可知，GC1030牌号TiAlN涂层刀片不仅加工时间长，且切削刃磨损很小，是一种性能优异的超多层构造的TiAlN涂层材料。

　　GC1030涂层与其他公司含Al成分多的TiAlN涂层的切削对比试验(试件材料仍为DAC3，切削速度：Vc=90m/min；每齿进给量：fz=0.13mm/齿；刀齿数：z=1；轴向切削余量：ap=3mm；径向切削余量：ae=3mm；顺铣；干切削)结果表明，其他公司的TiAlN刀具加工20分钟后局部磨损很大，这是由于涂层(或涂层与基体的一部分)和积屑瘤剥离造成的。与此相反，GC1030超多层TiAlN涂层刀具加工时间超过50分钟时仍未发现大的崩刃。由此可见，GC1030涂层可放心应用于如淬过火的DAC3那样粘而硬的材料加工。此外，GC1030涂层材料在各种钛合金加工中也优于原有TiAlN涂层材料，可获得很好的效果。虽然其因果关系的科学机理尚不清楚，但可以确定，超多层构造涂层对切削性能具有良好的正面影响，不仅适用于粘而硬的模具材料加工，对于飞机构件、医疗产品等的加工也是一种不错的刀具材料。

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　　山特维克公司将把GC1030超多层TiAlN涂层材料用于PVD涂层硬质合金铣削刀具。2006年春季应用于所有的可乐满铣刀，到秋季应用于可乐满245端面铣刀的新型切削刃刀片、可乐满210大进给铣刀的正前角断屑槽刀片和可乐满300低切削抗力圆刀片机夹铣刀的磨削级正前角刀片等，使GC1030型超多层TiAlN涂层材料逐步扩大应用范围，并占据主导地位。

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