PVD涂层超微粒硬质合金

魔鬼

! q! S2 E  D$ ^: c图1 VP15TF的断面组织照片
尤其是针对整体硬质合金立铣刀的PVD涂层研发进步显著。以往TiN或TiCN涂层是主流产品，但在20世纪90年代前期(Ti,Al)N涂层的出现使整体硬质合金立铣刀的性能大幅提高。特别是含Al丰富的(Al,Ti)N涂层通过大幅提高表膜硬度和耐氧化性而实现了对淬火钢的直接加工，是模具加工的技术创新。目前，针对HRC60左右的超高硬度材料加工用涂层及软钢加工用涂层等不同用途的专用涂层的开发呈现多样化的趋势。
- `& P* g, K( `. P超微粒硬质合金PVD涂层的切削加工实例
以下对最新的超微粒硬质合金PVD涂层的切削加工实例进行介绍。
$ A$ H( O& K+ Q- u0 Z" o4 B' M8 m平面铣刀用刀片材种“VP15TF”
; Z9 \2 h/ h' _( g三菱公司研制的超微粒硬质合金PVD涂层“VP15TF”是采用具有优异耐磨损性和耐缺损性的超微粒硬质合金“VP15TF”和(Al,Ti)N涂层(三菱公司称为MIRACLE 涂层)的通用性高的材种。尤其在平面铣刀用刀片上拥有极高的通用性，可在多种多样的加工中发挥高性能。图1是VP15TF的断面组织照片。
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; b3 Z8 n7 ]& N6 P图2 VP15TF加工合金钢实例
4 Y& M2 L+ L& N5 M: U8 v. u& @( i图2中显示VP15TF对合金钢进行台阶面加工的实例。刀具为三菱公司最新产品--多功能台阶面铣刀APX3000。此刀具最大特点为切削阻力低，采用更重视切削锋利性的形状，所以确保刃尖强度更为困难。因此，不仅要求刀片耐磨损性好，同时要求比以往刀具具有更好的耐磨损性。VP15TF满足以上要求，与以往材种相比可大幅提高刀具寿命，并同时实现良好的壁面精度和表面粗糙度。

图3 VP15TF大进给加工淬火钢的加工实例
& Q: \' K$ n& VVP15TF也可在大进给粗加工中发挥良好性能。图3显示粗加工淬火钢实例。此加工使用我公司生产的大进给加工用圆弧头立铣刀AJX。此刀具在加工HRC53淬火钢时单刃进给达到过去无法想象的1mm的大进给，可大幅缩短模具加工时间。
VP15TF凭借通用性高，在平面加工以外的内圆车削用刀片、小型自动车床用刀片等不同领域均有产品推出，并发挥高性能。
螺纹切削用材种“VP10MF”
, b0 w, C0 k0 d) W: o# s8 BVP10MF是采用硬度极其高的超微粒硬质合金“MF10”和与VP15TF相同的(Al,Ti)N MIRACLE涂层，它是具有极高耐磨损性的优异材种。图4是VP10MF的断面照片。与TF15相比，MF10采用更细微的WC原料和最佳量的粘结物质从而实现了更高的硬度。
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图4 VP10MF的断面组织照片

图5 VP10MF进行螺纹加工的实例
* p3 ~  p! q3 n& j
. n, `# P8 B2 G; H4 p) P切削条件
被削材料：JIS SCM440(297HB)
刀片：MMT16ER150ISO
切削速度：180m/min
外圆螺距：1.5mm
. G) P  i3 F, E径向进给
切削次数：3次(特別条件)
( R! R  a0 X; \8 P7 ~湿式
VP10MF凭借其高耐磨损性，可适用于可转位刀片式精加工用球头立铣刀SRF，尤其在加工HRC60左右的高硬度模具钢中发挥出类拔萃的耐磨损性。
加工高硬度材用整体硬质合金立铣刀“IMPACT MIRACLE”

图6 IMPACT MIRACLE立铣刀
3 s" W, r, S+ b. I$ D% B4 Y最后介绍在整体硬质合金立铣刀的使用情况。图6显示了三菱综合材料神户工具生产的“IMPACT MIRACLE立铣刀”。此立铣刀是以硬度超过HRC50的高硬度淬火钢为目标而研制的。
母材采用新研制的超细微硬质合金，母材硬度达到HRA93.5，尤其是为此种被削材料而研制的。涂层采用比以往(Al,Ti,Si)N涂层更先进的“单相纳米结晶(Al,Ti,Si)N涂层”。
立铣刀的切刃磨损
3 ?) O! c5 o; I1 p% r2 H) LIMPACT
: M2 [7 W4 e& @  n* m7 ?( R7 ^# AMIRACLE
) }0 l  }4 ?1 l3 A5 x4 N; L立铣刀VF-MD
  v; b: w) K; B8 o" e
以往产品A
6 s9 Y2 a! M4 [- F5 v4 e以往产品B
  A+ s0 {: E2 w切削条件
被削材料：JIS SKD11(HRC60)
" i" S7 d3 j+ f' z6 U立铣刀：直角立铣刀VF-MD(φ6mm)
切削速度：151m/min.
进给：0.045mm/Z
3 w3 F- H) c2 R; A4 C切深：ap=6.0mm, ae=0.12mm
气排屑
6 c) V4 `& I" U5 L4 J加工长度：100m(以往产品B为62m)
图7 IMPACT MIRACLE立铣刀的加工实例
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