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涂層資料分析

發(fā)布時間: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

、化學功用安穩(wěn)、不與工件資料發(fā)作化學反應

、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，進入到開發(fā)厚膜

、復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等涂層的復合，加上新式的抗塑性變形基體

，在改進涂層的耐性、涂層與基體的結(jié)合強度

、進步涂層耐磨性方面有了重大進展?div id="jfovm50" class="index-wrap">，F(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)

，全面進步了刀具的功用

。
工藝最老練和運用最廣泛的硬質(zhì)涂層資料是TiN，但TiN與基體結(jié)合強度不及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兩種資料的長處

，它在涂覆過程中可通過接連改動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)應力，進步耐性，增加涂層的厚度

，阻撓裂紋的擴展，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

，用它加工工件時的資料切除率可進步2~3倍

。
TiAlN

、CrN、TiAlCrN是近幾年來開發(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

，切削時在刀具前刀面和切屑的界面上還會產(chǎn)生一層硬質(zhì)的慵懶保護膜

，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是一種無鈦涂層

，適于切削鈦和鈦合金

、銅、鋁以及其它軟資料

，化學安穩(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

。
德國某公司開發(fā)了Supernitride涂層系列，其中超級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1000℃)

，它比一般的TiAlN涂層更硬

、更細密、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)報道，日本某公司推出了一種高速強力型鉆頭

，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。運用表明

，該鉆頭的抗彎強度與斷裂耐性可大幅度進步

，其硬度則與CBN相當，刀具壽數(shù)可進步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)遠高于TiCN和TiAlN涂層刀具

。第八屆我國國際機床博覽會(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℃，切削比照實驗表明

，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

，可改進排屑功用

，或許作為復合涂層的外表涂層，削減切屑的粘結(jié)

。

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