铬基涂层的状况

HEATS

　　常用刀具涂层——TiN(氮化钛)、TiCN(氮碳化钛)和TiAlN(氮化铝钛)，必然包含两个相同的字母‘Ti’(钛)。现在Balzers公司推出了违背这一模式的涂层。“Alcrona”新涂层缩写为AlCrN，即氮化铝铬。这种铬基涂层取代钛基涂层。据Balzers技术总监Dennis Quinto博士所言，铬在这里的益处与另一个元素——铝有关。AlCrN依赖于富铝TiAlN微观结构特征的优势。富铝TiAlN有时也叫AlTiN。后者在高速、高温铣、钻过程中表现良好，准确地说，是因为铝含量；铝促使涂层担当热屏障的角色。在切削过程中，铝能够促成氧化铝薄膜形成，对刀具起到保护作用。因此，AlTiN可以在高温条件下保持耐磨性高、摩擦系数低和导热性低的物理特性。使用其它涂层时，这些特性在高温下会劣化。为此，涂层开发者试图尽量提高配料中的铝含量。不过，Quinto说这是有限度的。如果将过量的铝加入钛基氮化物，涂层的晶体结构最终要从立方点阵变成六角点阵。也就是说，变成一种特性较差的结构。

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　　AlCrN是铬基涂层而不是钛基涂层，在切削过程可以特别有效地利用铝的物理特性保护刀具。他说，铬的作用较好，可以保持较高的铝含量而使AlCrN结构保持不变，从而形成一种更好的涂层，这种涂层即使在许多干式的高速金加工用途中也比AlTiN好。与其它涂层相比，新涂层的应用范围更广阔，有效地应用于灰铁、球铁、硬质合金钢、低碳合金钢以及宇航金属。但是没有任何涂层是万能的。AlTiN应用效果依然较好的一组金属是模具钢，这些材料切屑短，且硬度高而造成磨损。Alcrona在模具钢上的效果足够好，不过AlTiN更好。Quinto博士称，在切屑较长的韧性较大、难以切削的合金上，AlCrN新型涂层的效果势必好得多。小知识：球头铣刀的基本数学公式球头立铣刀是一种特殊刀具。由于它可以沿复杂的表面轮廓上下铣削，因此对模具车间及其他进行三维形状加工的车间而言，具有不可低估的价值。但是这种刀具却缺少其他刀具具有的能力：平面加工能力。由于球头铣刀沿球面而不是沿直线轮廓进行切削，因此它具有一些独有的特征。其“有效直径”随着切削的深度不同而变化。此外，在相邻两刀中，刀具会在表面上留下凹坑，凹坑的高度依据两刀间跨越距离的不同而发生变化用户可以通过选择正确的切削参数来控制这些特征。例如，在计算正确的转速值以获得特定表面英尺/分钟(sfm)的切削速度数值时，如果采用刀具的名义直径则是一个不正确的数值。相反，刀具切削所用的直径应由球头咬入量来确定的。为了计算该有效直径DEF，在下面的公式中要采用刀具直径D和轴向切削深度DOC：然后用该直径进行转速计算，即：DEFF=2[(D/2)2-(D/2-DOC)2]½ d; f, S4 f' W3 y) Tn(r/min)=(12×sfm)/(p×DEFF)跨越距离=2[(D/2)2-(D/2-h)2]½ 重要的结论是：在采用球头铣刀时，维持恒定sfm的唯一方式是，随着轴向切削深度发生变化而不断改变转速值。其他切削深度——径向深度或者说跨越距离——会影响被加工表面的质量。跨越距离越大，各刀之间的凹坑高度就会越大。为了将该高度保持在特定极限以下，要用下面的公式来计算出正确的跨越距离。其中h为高峰的高度——单位为英寸，假定直径以英寸为单位——D为球头的全直径。