在模具加工制造中，數(shù)控機(jī)床占據(jù)著相當(dāng)重要的作用，數(shù)控機(jī)床具有加工精度高、加工效率高、加工工序集中和零件裝夾次數(shù)少的特點(diǎn)，對(duì)所使用的數(shù)控刀具提出了更高的要求。從刀具性能上講，數(shù)控刀具應(yīng)高于普通機(jī)床所使用的刀具。 選擇數(shù)控刀具時(shí)，首先要應(yīng)優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)才可選用各種高效率的復(fù)合刀具及特殊的專用刀具。在選擇標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控刀具時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，盡可能選用各種先進(jìn)刀具，而如何選擇刀具表面涂層成為選擇刀具的必備知識(shí)。
在韌性較好的硬質(zhì)合金刀具上涂覆1層或多層耐磨性好的TiN、
TiCN、
TiAlN和
Al3O2等
，涂層的厚度為
2~18μ
m，涂層通常具有比刀具基體和工件材料低得多的熱傳導(dǎo)系數(shù)，減弱了刀具基體的熱作用
；另一方面能有效地改善切削過程的摩擦和粘附作用
，降低切削熱的生成。
涂層按生成方法可分為物理氣相沉積(PVD)與化學(xué)氣相沉積(CVD)2種。
PVD涂層
(2~6μ
m)主要包括
TiN、
TiCN、
TiAlN等
，其成分還在不斷地增加
，如
TiZrN。
TiN和
TiC涂層的最高壓力分別可達(dá)到
3580MPa和
3775MPa，
TiAlN涂層因缺乏可靠的彈性模量數(shù)據(jù)而得不到準(zhǔn)確的壓應(yīng)力值，高速切削實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明
TiAlN性能最好
。圖
1為這
3種涂層硬度隨溫度變化的情況
，在室溫下硬度最高，當(dāng)溫度超過
[Y;時(shí)
，
TiAlN涂層的硬度高于
TiCN和
TiN涂層
。圖
2為加工鎳基高溫合金
Inconel178時(shí)用
2種切削速度
v1=193.5m/min和
v2=380m/min條件下的刀具壽命，實(shí)驗(yàn)表明
TiCN和
TiAlN涂層的切削性能明顯優(yōu)于
TiN涂層
。
盡管PVD涂層顯示出很多優(yōu)點(diǎn)，但一些涂層如Al2O3和金剛石則傾向于采用CVD涂層技術(shù)。Al2O3是一種耐熱和抗氧化很強(qiáng)的涂層，它能夠?qū)⒌毒唧w和切削產(chǎn)生的熱量隔離開。通過CVD涂層技術(shù)，還可以綜合各種涂層的優(yōu)點(diǎn)，以達(dá)到最佳的切削效果，滿足切削加工的需要。例如。TiN具有低摩擦特性，可減少涂層組織的損耗，
TiCN可降低后刀面的磨損
，
TiC涂層硬度較高
，
Al2O3涂層具有優(yōu)良的隔熱效果等。
涂層硬質(zhì)合金刀具與硬質(zhì)合金刀具相比，無論在強(qiáng)度、硬度和耐磨性方面均有了很大提高
。車削硬度在
HRC45~55的工件，低成本的涂層硬質(zhì)合金可實(shí)現(xiàn)高速車削
。近年來
，一些廠家應(yīng)用改進(jìn)涂層材料等方法，使涂層刀具的性能有了極大的提高
。如美
、日的一些廠家采用瑞士
AlTiN涂層材料和新涂層專利技術(shù)生產(chǎn)的
涂層刀片，硬度高達(dá)
HV4500~4900，可在
498.56m/min的速度時(shí)切削硬度
HRC47~58的模具鋼
。在車削溫度高達(dá)
1500~1600°
C時(shí)仍然硬度不降低、不氧化
，刀片壽命為一般涂層刀片的
4倍
，而成本只有
30%，且附著力好
。
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