影响涂层刀具切削性能的因素及使用中应注意的问题

魔神

        影响涂层刀具切削性能的因素
    被加工材料的影响 
    采用同样的一把涂层刀具来加工各种不同的加工材料，其刀具的切削寿命有很大差别。一般情况下，涂层刀具在加工调质材料、高合金钢、不锈钢、耐热钢等难加工材料时，寿命可提高5倍以上，当加工一般45钢时，其寿命可提高3倍左右。 
    切削用量参数的影响 
    涂层刀具在高的切削用量的情况下，会反映出高的寿命和高的耐用度，因此，涂层刀具更适合于在高速切削机床进行粗加工，但在低的切削用量下进行切削，涂层刀具也具有好的耐磨性，表面加工质量也很高。 
    机床刚度的影响 
    采用PVD方法涂层的高速钢刀具，涂层和刀具基体基本上是机械结合。薄膜和刀具基体并没有扩散层。因此这里面就存在着涂层的剥落问题。一把优质的涂层刀具在正常切削情况下涂层不会剥落，显示出优良的切削性能。但如果机床在切削中振动很大，刀具和工件进行反复冲击，这时会导致涂层非正常剥落，涂层一旦剥落也就显示不出涂层刀具的优越性。但需要指出的是，在强烈振动下使用涂层刀具，并非刚一切削涂层就剥落，这种剥落是在切削中逐渐进行的。即使在这种情况下，涂层刀具寿命也会有不同程度的提高。 
    刀具几何参数的影响 
    一般来说，当涂层刀具后角偏大时会得到更满意的性能。如拉刀、铰刀、磨制钻头等精加工刀具，后角增大后，其涂层的效果明显提高。
哪些刀具更适合涂层
    任何一种刀具经涂层处理都会得到较高的寿命，考虑到刀具的修磨特点、使用场合和经济性，下列几种类型的刀具更适合采用涂层处理： 
    铲齿刀具(包括铲磨刀具) 
    这类刀具包括各种齿轮铣刀，各种滚刀、插齿刀，各种成型刀具。这是由刀具的修磨和磨损特点所决定的。一般情况下，刀具的磨损方式都在后刀面最先出现。由于后刀面过度磨损，致使刀具不能再使用。这类刀具经修磨前刀面后，后刀面仍然保持着涂层，所以刀具寿命仍能提高2倍以上。 
    加工难加工材料的各种刀具 
    当加工各种难加工材料时，用一般刀具很难进行加工，即使能用，其刀具寿命也极低。如果采用涂层刀具，刀具寿命会显著提高，可解决加工难题，在某种程度上可替代金刚石刀具。 
一次性使用(或刃磨次数少)的刀具或高精度刀具 
主要指丝锥和拉刀。丝锥在使用中很少修磨，而拉刀因外径公差很小，仅能修磨几次，经涂层后，可较大提高刀具寿命，降低刀具成本。
    对被涂刀具表面质量的要求
    为了得到粘结度很牢的涂层，对被涂刀具质量应有较高的要求，首先，被涂覆刀具前面和后面的粗糙度Ra＜0.8～1.25μm，实践证明，粗糙度越小，其涂层的粘结度越好，其次，被涂层刀具的各个表面不得有锈斑、磨糊、发蓝和崩刃等缺陷；带有特尖角的刀具也不适合涂层；此外，刀尖角处应制成圆角式并带有过渡倒棱；刀具应达到技术要求的硬度；带磁刀具涂覆前应退磁。 
    涂层刀具的修磨
    涂层刀具经修磨后仍可提高刀具寿命。对于成型刀具，只修磨前刀面，后刀面仍保持有涂层，这时刀具寿命比新涂层刀具降低了50%左右，比未涂层刀具寿命仍可提高2倍左右；对于尖齿刀具，不论修磨哪个面，只要有一个面保留涂层，切削中就会产生很大的作用。 
    另外，修磨工艺也十分重要。在修磨中，第一次上刀要大些，一般不小于0.01mm，一次将涂层全磨掉，然后采用正常修磨方法，刀具即将磨完时要进行精磨，可以更换粒度更细的砂轮，以防止刃口处涂层出现锯齿状剥落。为了充分发挥涂层的作用，在修磨时，其磨削量应根据刀具的磨损情况，把磨钝部分全部磨掉，直至形成完整的涂层面为准。 
    关于涂层刀具的重涂
    刀具重涂技术是涂层刀具的一个应用发展方向。刀具重涂已引起各方的重现。对于重磨的成形刀具，只有进行重涂，才能保证刀具的整体寿命提高3～5倍以上。凡重涂刀具首先必须按工艺将各几何参数磨好，其磨光部分不允许存在各种质量缺陷，如磨糊、毛刺等。重涂时可采用局部屏蔽技术只对修磨面进行涂层。对于不采用屏蔽技术的重涂，在重涂4～6次后，刀具的非修磨面的涂层厚度就会过大，从而影响刀具精度和产生局部剥落现象，此时要对刀具进行脱膜处理后再重涂。重涂后的刀具切削性能一般不低于第一次涂层刀具，刀具可做多次重涂，直至报废为止。