常州浩克工具有限公司：涂層高速鋼刀具與涂層硬質(zhì)合金刀具
瀏覽： 發(fā)布日期：2019-11-11
常州浩克工具有限公司：涂層高速鋼刀具與涂層硬質(zhì)合金刀具
01
涂層高速鋼刀具
高速鋼刀具的表面涂層是采用物理氣相沉積（PVD）方法，在適當(dāng)?shù)母哒婵斩扰c溫度環(huán)境下進(jìn)行氣化的鈦離子與氮反應(yīng)，在陽(yáng)極刀具表面上生產(chǎn)TiN。其厚度由氣相沉積的時(shí)間決定，一般為2~8um，對(duì)刀具的尺寸精度影響不大。
新的鍍膜設(shè)備使用納米真空復(fù)合離子鍍膜工藝，控制在500°C環(huán)境下進(jìn)行。一般刀具涂覆TiN硬膜，厚度約2um。涂層表面結(jié)合牢固，呈金黃色，硬度可高達(dá)2200HV，有較高的熱穩(wěn)定性，與鋼的摩擦因素較低。
涂層高速鋼刀具的切削力、切削溫度約下降25%，切削速度、進(jìn)給量、刀具壽命顯著提高，即使刀具重磨后其性能仍優(yōu)于普通高速鋼，適合在鉆頭、絲錐、成形銑刀、切齒刀具上廣泛應(yīng)用。
除TiN涂層外，新的涂層工藝鍍膜功能較多，典型的有：TiN、TiC、TiCN、TiAlN、AlTiN、DLC(diamond-like coating)、CBC(carbon-based coating)。
(1)TiAlN高性能涂層
紫羅蘭~黑色，耐熱溫度達(dá)800°C，可適用高速加工。在基體為65HRC的高速鋼上涂2.5~3.5um厚，刀具壽命比TiN明顯提高約1~2倍。
(2)AlTiN高鋁涂層
耐熱溫度達(dá)800°C，有高硬度、高耐熱性，適合對(duì)硬材料加工。
(3)TiCN復(fù)合涂層
藍(lán)~灰色，耐熱溫度達(dá)400°C，有高韌性，可用于絲錐、成形刀具。
(4)TiAlCN復(fù)合涂層
耐熱溫度達(dá)500°C，有高韌性、高硬度、高耐熱性、低摩擦性能，適合制造銑刀、鉆頭、絲錐?？杉庸?0HRC的高硬度材料。
(5)DLC涂層
耐熱溫度400°C，適用于加工硬木材的成形刀具。
02
涂層硬質(zhì)合金刀具
涂層硬質(zhì)合金刀具早在20世紀(jì)60年代已出現(xiàn)。采用化學(xué)氣相沉積（CVD）工藝，在硬質(zhì)合金表面涂覆一層或多層（5~13um）難熔金屬碳化物。涂層合金有較好的綜合性能，基體強(qiáng)度韌性較好，表面耐磨、耐高溫。但涂層硬質(zhì)合金刃口鋒利程度與抗崩刃性不及普通硬質(zhì)合金。目前硬質(zhì)合金涂層刀片廣泛用于普通鋼材的精加工、半精加工及粗加工。涂層材料主要有TiC、TiN、TiCN、Al2O3及其復(fù)合材料。
硬質(zhì)合金刀片CVD涂層工藝，目前較普通的涂層結(jié)構(gòu)是：TiN-Al2O3-TiCN-基體。
TiC涂層具有很高的硬度與耐磨性，抗氧化性也好，切削時(shí)能產(chǎn)生氧化鈦薄膜，降低摩擦因數(shù)，減少刀具磨損。一般切削速度可提高40%左右。TiC與鋼的粘結(jié)溫度高，表面晶粒較細(xì)，切削時(shí)很少產(chǎn)生積屑瘤，適合于精車。TiC涂層的缺點(diǎn)是線脹系數(shù)與基體差別較大，與基體間形成脆弱的脫碳層，降低了刀具的抗彎強(qiáng)度。因此，在重切削、加工硬材料或帶夾雜物的工件時(shí)，涂層易崩裂。
TiN涂層在高溫時(shí)能形成氧化膜，與鐵基材料的摩擦因數(shù)較小，抗粘結(jié)性能好，能有效地降低切削溫度。TiN涂層刀片月牙洼及后刀面磨損能力比TiC涂層刀片強(qiáng)。適合切削鋼與易粘刀的材料，加工表面粗糙度較小刀具壽命較高。此外，TiN涂層抗熱振性能也較好。缺點(diǎn)是與基體結(jié)合強(qiáng)度不及TiC涂層而且涂層厚時(shí)易剝落。
TiC-TiN復(fù)合涂層：第一涂層TiC，與基體粘結(jié)牢固不易脫落。第二涂層TiN，減少表面層與工件的摩擦。
TiC-Al2O3復(fù)合涂層：第一涂層TiC，與基體粘結(jié)牢固不易脫落。第二層涂Al2O3，使表面層具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性與抗氧化性能。這種復(fù)合涂層像陶瓷刀那樣高速切削，壽命比TiC、TiN涂層刀片高，同時(shí)又能避免陶瓷刀的脆性、易崩刃的缺點(diǎn)。
目前單涂層刀片已很少應(yīng)用，大多采用TiC-TiN復(fù)合涂層或TiC-Al2O3-TiN三復(fù)合涂層。
涂層硬質(zhì)合金是一種復(fù)合材料，基體是強(qiáng)度、韌性較好的合金，而表層是高硬度、高耐磨、耐高溫、低摩擦因數(shù)的材料。這種新型材料有效地提高了合金的綜合性能，因此發(fā)展很快。廣泛適用于較高精度的可轉(zhuǎn)位刀片、車刀、銑刀、鉆頭、鉸刀等。
