刀具涂层技术集锦

专心学徒

cemecon公司：用于切削刀片的“加厚涂层”
从最初试图采用加厚涂层的方法制备PVD涂层，近十个年头过去了，而将该技术成功应用于可转位刀片，更堪称一个可圈可点的飞跃。对于厚度仅为千分之几毫米的涂层，究竟是怎样的涂层才有资格被专家认定为“加厚”涂层？迄今为止，多数高厚度的涂层都是采用CVD方法生产的，平均涂层厚度在10μm至12μm之间，其成份最初为TiN、TiCN以及氧化铝与另外一种元素的化合物。
但在实践应用中，随着材料的需求范围日渐扩展，为了更加严格地适配涂层材料的特性，刀具制造商往往又希望选择铝、铬和硅这样的化合材料，以便用最好的、最可能实现的方法来装备其刀具产品，从而满足客户的新要求。而这就需要借助PVD技术来实现。而且，对该技术的运用还可获得诸如超光滑的涂层表面和低处理温度等多项优点。可以说，在将来采用诸如铝、铬、锆和其它材料完全有可能创新开发出新的涂层材料。
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图1 采用PVD技术获得厚度达12μm的涂层已成为可能
& W8 I7 r, B" w4 l% B' ^9 `, {cemecon 公司率先推出Supernitrides工艺解决方案—这种氧和氮的单结构的组合涂层产品将氮涂层和氧涂层的优点相结合，摈弃了单一涂层的缺陷。一般而言，氮涂层材料的生产成本相对昂贵，而且尽管其机械性能很好，却仍然容易受到腐蚀。而氧涂层则反之，其具有很高的化学稳定性的同时，抗磨损能力却极低。而新的组合涂层材料，至少可将其铝含量提高到80mol%ALN，而传统涂层材料的摩尔含量最高仅为65%ALN。
7 K" o7 W) f: R. F! X; q6 j那么，铝含量的提高是否会带来机械性能的降低？经验证，这种现象并未在通过Supernitrides工艺获得的产品上发生。与之相反，SupernitrideR2C3的磨损比传统的AlTiN涂层材料降低了30～50%，有效延长了工具使用寿命。同时，由于它在升温过程中具有极高强度，确保了较高的切削速度，从而意味着，可以将更多的材料纳入到干式加工范畴中来。
- p4 R3 I0 R+ s/ a  r- _) P根据切削刃和实际应用的条件，采用PVD技术可生产出3μm、8μm甚至更厚的涂层。加厚涂层的优点也体现得相当明显：首先，保护刀具的基体，令其免受加工过程中因高温等因素引发的不良影响。其次，涂层的厚度加倍，刀具在相同应用条件下的使用寿命可延长100%。
/ e( k  c1 L$ |3 J﹝原稿提供：cemecon公司〕
0 a/ C  h% _, T3 }8 p+ D用于车加工的新刀片：Tigertec-STEEL

图2 各镀层由特殊的中间层进行粘合连接
' d  F/ ]  I$ u$ S* f继此前推出的广受欢迎的双色镀层可转位刀片，瓦尔特全新推出用于车加工的新刀片—Tigertec-STEEL。这款新刀片延续了老虎刀片在铣加工和钻加工应用中的优良性能，它拥有平滑的表面，增强的韧性和摩擦使得加工更加稳定顺畅。新款系列刀片与既往产品同样，拥有指示镀层可显示磨损程度。
7 X+ L* P" {3 z: f而Tigertec -STEEL与其他Tigertec刀片的主要不同在于，其镀层厚度较传统的Tigertec刀片厚了30%，这增强了刀片加工时的稳定性，降低了刀片变形程度。各镀层由特殊的中间层进行粘合连接（如图2），保证了在车加工时镀层的粘附性。借助新镀层更有效降低了侧面磨损程度，这带来了持续高效加工的性能，最少也可提供30%的性能提高，同时确保更长的刀具寿命。


/ a, ]- y: g$ O5 @- D( U2 Z6 C图3 不同刀
图3 不同刀片的侧面磨损情况比较
如图3所示，a为使用过的WAP材质刀片的侧面磨损情况，b为使用过的Tigertec-STEEL刀片。加工条件为：被加工材料56NiCrMoV7，切削速度230m/min，进给0.45mm。而在25分钟之后的局部磨损程度，WAP刀片为0.7mm，WPP刀片为0.2mm。
【原稿提供：瓦尔特公司】
正如cemecon公司所宣称的，为了能够快速适应新的机加工要求，在技术发展的早期阶段便认清其发展趋势，显得非常重要。对于刀具涂层行业而言，为达此目标，必须与刀具制造商和用户保持密切合作。而满足客户要求、引导客户新兴需求的过程，本身便是一个永无止境的循环。上述瓦尔特公司的WPP新款刀片旗下，便拥有WPP10、WPP20、WPP30三种牌号，以期借助这3种不同硬度和韧性的材质向客户提供不同的加工质量。
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laoxiu529

呵呵，教学贴，兼为公司做广告

leonard

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