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涂層資料分析

發(fā)布時(shí)間:2018-06-08 瀏覽:

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涂層資料分析

涂層資料須具有硬度高

、耐磨性好、化學(xué)功用安穩(wěn)

、不與工件資料發(fā)作化學(xué)反應(yīng)

、耐熱耐氧化

、沖突因數(shù)低

，以及與基體附著牢固等要求。顯然

，單一的涂層資料很難滿意上述各項(xiàng)要求

。所以硬質(zhì)涂層資料已由開始只能涂單一的TiC

、TiN

、Al2O3

，進(jìn)入到開發(fā)厚膜

、復(fù)合和多元涂層的新階段

。新開發(fā)的TiCN

、TiAlN、TiAlN多元

、超薄

、超多層涂層與TiC

、TiN

、Al2O3等涂層的復(fù)合

，加上新式的抗塑性變形基體

，在改進(jìn)涂層的耐性

、涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度

、進(jìn)步涂層耐磨性方面有了重大進(jìn)展。現(xiàn)在

，又突破了在硬質(zhì)合金基體上涂覆金剛石薄膜技術(shù)

，全面進(jìn)步了刀具的功用。
工藝最老練和運(yùn)用最廣泛的硬質(zhì)涂層資料是TiN

，但TiN與基體結(jié)合強(qiáng)度不及TiC涂層

，涂層易脫落，且硬度也不如TiC高

，在切削溫度較高時(shí)膜層易氧化而被燒蝕

。TiC涂層有較高的硬度與耐磨性

，抗氧化性也好

，但其性脆，不耐沖擊

。TiCN兼有TiC和TiN兩種資料的長(zhǎng)處

，它在涂覆過(guò)程中可通過(guò)接連改動(dòng)C

、N的成份操控TiCN性質(zhì)

，并構(gòu)成不同成份的多層結(jié)構(gòu)

，可下降涂層的內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)步耐性

，增加涂層的厚度

，阻撓裂紋的擴(kuò)展，削減崩刃

。所以

，現(xiàn)在出產(chǎn)的一些刀片，如瑞典Sandvik公司引薦用于加工鋼料的GC4000系列刀片

、我國(guó)株洲硬質(zhì)合金廠出產(chǎn)的CN系列刀片、日本東芝公司的T715X和T725X涂層刀片中均有TiCN涂層成份

。TiCN基涂層適于加工普通鋼

、合金鋼、不銹鋼和耐磨鑄鐵等資料

，用它加工工件時(shí)的資料切除率可進(jìn)步2~3倍

。
TiAlN

、CrN

、TiAlCrN是近幾年來(lái)開發(fā)的硬質(zhì)涂層新資料。TiAlN涂層刀片已商品化

。它的化學(xué)安穩(wěn)性和抗氧化磨損功用好

，用其加工高合金鋼

、不銹鋼、鈦合金和鎳合金時(shí)的刀具壽數(shù)可比TiN涂層高3~4倍

。此外，TiAlN涂層中如果有適宜的鋁濃度

，切削時(shí)在刀具前刀面和切屑的界面上還會(huì)產(chǎn)生一層硬質(zhì)的慵懶保護(hù)膜

，該膜有較好的隔熱性，可更有效地用于高速切削

。例如，美國(guó)Kennametal公司推出的H7刀片

，系TiAlN涂層

，是專為高速銑削合金鋼

、高合金鋼和不銹鋼等高功用資料而規(guī)劃的。CrN是一種無(wú)鈦涂層

，適于切削鈦和鈦合金

、銅、鋁以及其它軟資料

，化學(xué)安穩(wěn)性好，不產(chǎn)生粘屑

。TiAlCrN是一種梯度結(jié)構(gòu)涂層

，不只具有高的耐性和硬度

，而且沖突因數(shù)也較小，適用于銑刀

、滾刀、絲錐等多種刀具

，切削功用顯著優(yōu)于TiN。
德國(guó)某公司開發(fā)了Supernitride涂層系列

，其中超級(jí)氮化鈦涂層有很高的含鋁量

，可構(gòu)成安穩(wěn)的氧化層(氧化溫度達(dá)1000℃)

，它比一般的TiAlN涂層更硬、更細(xì)密

、更耐高溫

，適用于高速切削、干式切削和硬切削的刀具

，可加工硬度高達(dá)58HRC以上的淬火鋼

。
此外

，納米超薄膜涂層工藝已日趨老練。據(jù)報(bào)道

，日本某公司推出了一種高速?gòu)?qiáng)力型鉆頭，它是在耐性好的K類(WC+Co)硬質(zhì)合金基體上交互涂覆了1,000層TiN和AlN超薄膜涂層

，涂層厚度約2.5μm

。運(yùn)用表明，該鉆頭的抗彎強(qiáng)度與斷裂耐性可大幅度進(jìn)步

，其硬度則與CBN相當(dāng)，刀具壽數(shù)可進(jìn)步2倍左右

。該公司還開宣布ZX涂層立銑刀，超薄膜鍍層數(shù)達(dá)2,000層

，每層厚度約1nm

，用該立銑刀加工60HRC的高硬度資料

，刀具壽數(shù)遠(yuǎn)高于TiCN和TiAlN涂層刀具

。第八屆我國(guó)國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)(CIMT2003)上，瑞士某公司推出的納米結(jié)構(gòu)涂層(AITiN/SiN) 立銑刀

，其涂層硬度為45GPa

，氧化溫度1100℃，切削比照實(shí)驗(yàn)表明

，其壽數(shù)比TiN涂層立銑刀高3倍，比TiAlCN涂層立銑刀高2倍

。除上述AITiN/SiN、TiAlCN新涂層外

，還有特定功用的涂層

，如MoS2

、DLC潤(rùn)滑涂層

，其沖突因數(shù)小(0.05)，適于涂覆絲錐

、鉆頭等刀具

，可改進(jìn)排屑功用，或許作為復(fù)合涂層的外表涂層，削減切屑的粘結(jié)

。

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