铣削和车削加工中加厚涂层的成功应用

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图1 加厚的PVD涂层在转位式刀片上的应用非常成功

图2 如同珍珠链一样，图中所示是在涂层设备上的转位刀片
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2 @4 Z9 l) H, Z/ Q图3 转位式刀片由于拥有6µm以上厚度的PVD涂层，因此可以极大地提高加工效率
8～10µm的涂层已经算是很厚的涂层了。现在可以采用PVD技术进行涂层，从而达到光滑的表面质量和较低的加工温度。
! v$ l1 F( R- y5 X5 n经过了近十年的时间，现在终于可以第一次尝试进行厚度达8µm的PVD涂层。此技术在转位式刀片上得到了非常成功的应用，由此PVD技术为自身打开了一个广阔的应用天地。这种厚的PVD涂层由CemeCon公司研制成功，可用于客户独特的涂层应用场合，如涂层材质为Alox SN2或金Alox SN2的材料可与各类型刀片或客户的要求相匹配。这种涂层多年来成功地应用于铣削和车削的加工中。
究竟该怎样定义厚涂层呢？实际上，这种厚涂层也只有千分之几毫米，目前大多数厚度在10～12µm之间的涂层均采用CVD工艺制作，涂层的成分主要有TiN、TiCN和氧化铝的化合物。
* h- k; _* D% A( Z7 P. U  c但是技术发展和需求的趋势却是要扩大涂层材料的选材品种和范围。刀具生产厂家愿意对铝、铬或硅进行任意的组合，以改善涂层材料的特性，来满足新的要求。为了完成这项工作，目前只考虑采用PVD涂层技术。对此，用户可以获得不少好处，如可以获得很光滑的表面和较低的工艺温度，从而不会出现材料的脆化问题。
如今氧化层对于PVD技术来说，已经不存在局限性。今后，新涂层材料借助于铝、铬、锆和其他元素成分，将可以很好地适应市场，并开启新的远景。这类涂层材料可以与超级氮化物进行组合，无论是典型的PVD 3µm，还是厚度在8～10µm或是更大的，都可以根据刀片不同的边刃特征和运用场合来制造。此外，还有一些新的预处理和二次处理的方法可供使用，结合采用最佳的涂层材料，即可使客户生产出很多独特的产品。
( F4 G$ C- @; G5 _采用较厚的涂层的好处是显而易见的。一方面可以保护物体免受切削过程的影响 (如高温)；另一方面用户采用双倍厚度的涂层时，也可以获得几乎可以延长100%使用寿命的效果。不管是目前已经可供应的CemeCon涂层材料，还是将来新研发的材料，均可适合于常见的钢材和铸铁工件的车削和粗铣削场合。
0 z- Z3 ^! b* t. z  iCemeCon公司在Wuerselen地区拥有自己的切削刀具、转位式刀片、带柄铣刀和滚刀的生产线，并自己开发涂层技术方案。在这些生产线上，不管是加工步骤、外围设备和技术装备，还是涂层材料等，均是按照刀具的具体要求进行配备的。通过对加工步骤、涂层材料和厚度的特定组合，实现了非常多种类的涂层，为客户提供了与其同业竞争的资本。
利用好自身的涂层技术，并为将来做出购置规划——这两方面即可为企业在新开发的PVD技术上提供更多的机遇：
氧化涂层的分离，如以铬或铝为基础。
非导热性切割材料的涂层，如Si3N4陶瓷。
结合PVD的优点，实现更大的涂层厚度。
以往，转位刀片的生产厂家经常探讨多种技术，以获得一致的要求。随着PVD开发领域的新的发展趋势，在不久的将来以一种技术就可以满足各种不同的要求。从诸如铣(精加工或粗加工)、镗直至车加工，所有这些或更多的加工工艺都可通过一台设备加以实现。此外，其他的切削材料如陶瓷也可以涂层。
, j& C8 o+ M+ @1 q( g  F在工业生产上同样具有重要地位的还有环保。PVD工艺就是环境友好型工艺，不会产生有害的材料。
【MechNet】
/ V2 `: |9 W2 ]0 w文章关键词： 铣削和车削加工