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鋼材/模具

如何提升刀具性能

星之球科技 來源:旭揚激光2012-08-23 我要評論(0 )   

提升刀具性能,最基礎的研發方向指向提升刀具材料。其中,這涉及到基體(ti) 及塗層兩(liang) 個(ge) 方麵。 硬質合金基體(ti) ,有一個(ge) 基本特性,即韌性越高,則耐磨性越低;反之,亦然。因此,...

       提升刀具性能,最基礎的研發方向指向提升刀具材料。其中,這涉及到基體(ti) 及塗層兩(liang) 個(ge) 方麵。
硬質合金基體(ti) ,有一個(ge) 基本特性,即韌性越高,則耐磨性越低;反之,亦然。因此,當進行斷續切削時,如銑削、非連續車削時,可選擇韌性高的基體(ti) ;當進行連續精車時,則需選擇耐磨性高的基體(ti) 。


       而超細晶粒牌號的開發,打破了基體(ti) 的常規規律。超細晶粒牌號,兼具高耐磨性及高韌性。這就為(wei) 實現刀片及刀具的通用性打開了一個(ge) 通道。伊斯卡推出的IC07,IC08超細晶粒硬質合金基體(ti) ,即為(wei) 通用型硬質合金基體(ti) 的典範。兼具高的耐磨性及高的韌性。特別是塗層處理後的IC908,憑借基體(ti) 與(yu) 塗層的完美結合,可通用於(yu) 鋼、淬硬鋼、不鏽鋼、高溫合金、鑄鐵的鑽削、切槽切斷、銑削。IC908麵市多年,因其在加工中的出色表現,深得眾(zhong) 多用戶的信賴。


這些年來,塗層技術也取得了長足的發展,而伊斯卡在塗層技術上也頗有可圈可點之處。
(1)中溫化學氣相塗層(MT-CVD)
采用中溫化學氣相塗層(MT-CVD,沉積溫度700~900℃)所製取的Ti(C,N),與(yu) 采用高溫化學氣相塗層(HT-CVD,沉積溫度900~1100℃)所製取的Ti(C,N)相比,前者的塗層組織結構致密,厚度可達10μm以上,並呈柱狀結晶,且塗層後,刀具表麵殘損的應力也更小。這種硬質合金塗層處理具有更高的抗磨損性能,抗熱振性能和較高的韌性。當應用於(yu) 惡劣條件下的高速重切削,幹切削加工中,刀具壽命有顯著提高。


(2)硬質合金α-Al2O3塗層技術
沉積Al2O3塗層時,隨著沉積溫度的不同,Al2O3會(hui) 呈現不同的結晶相,如:γ、δ、α、κ- Al2O3,其中,隻有α- Al2O3是熱力學穩定結構。因工藝條件的變化,往往得到α相、κ相Al2O3的混合物,這降低了塗層的性能。而伊斯卡現已能通過嚴(yan) 格控製工藝參數,得到純正的α-Al2O3,並控製其晶體(ti) 生長方向,呈柱形組織。並將此技術命名為(wei) α-TEC。


(3)采用複合塗層(DO-TEC)
該技術為(wei) 基於(yu) 中溫化學氣相塗層(MTCVD)表麵,進行PVD塗層。伊斯卡的DT7150牌號采用了此技術,TiCN為(wei) 底層,Al2O3為(wei) 中間層,TiN為(wei) 過渡層,均采用中溫化學氣相塗層技術,TiAlN為(wei) 頂層,采用PVD塗層技術。此牌號在灰鑄鐵、球墨鑄鐵的中-高速銑削加工中,表現出色。


(4)采用TiAlN(PVD)塗層或AlTiN(PVD)塗層
TiAlN呈紫黑色,硬度為(wei) 35GPa,摩擦係數為(wei) 0.4~0.6,最高使用溫度為(wei) 800℃,可用於(yu) 加工難加工材料的幹切削、硬切削。
而AlTiN呈黑色,硬度為(wei) 38GPa,摩擦係數為(wei) 0.5~0.7,最高使用溫度為(wei) 900℃。性能優(you) 於(yu) TiAlN塗層。


(5)采用束魔塗層技術(SUMO-TEC)
        束魔技術應用於(yu) 化學塗層時,通過特別的過程控製,有效降低了CVD塗層表麵的應力,減少了熱裂紋,進而延長了刀具壽命。如IC8150, 超硬基體(ti) 表麵的富鈷層上,采用中溫化學氣相塗層(MTCVD)技術,在TiCN底層上,塗覆厚的Al2O3塗層作為(wei) 中間層,TiN作為(wei) 頂層。TiCN可改善刀具耐磨性以防止崩刃,Al2O3則具有優(you) 異的耐高溫、抗氧化性,TiN具有高硬度、耐磨損性。通過對刀片前刀麵塗層後處理,引發表麵壓應力,有助於(yu) 抑製裂紋的產(chan) 生。塗層表麵也更光滑,與(yu) 切屑的摩擦減少,切削熱降低。


        束魔技術應用於(yu) 物理塗層時,通過處理沉積在刀片塗層表麵的液滴,形成光滑的塗層表麵,使得刀具壽命更延長。
總之,束魔塗層技術,可使得塗層表麵更光滑,刀片塗層表麵應力更低。這一切,使得切削區域溫度更低,抗崩刃性及抗積屑瘤性更佳,結合相適的硬質合金基體(ti) ,在加工絕大多數被加工材料時均能獲得更可靠持久的刀具壽命。


        伊斯卡的研發方向,始終都是直指“快速金屬切削”。無論是FMR(快速金屬切削),還是3P(高性能,高生產(chan) 率,高收益),都追求高的金屬去除率。通過對刀具材料的基礎研究,伊斯卡全麵提升了各種規格刀片的切削性能。而這,也最終會(hui) 給用戶帶來高的收益。

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