根據涂層方法不同,涂層刀具可分為化學氣相沉積(CVD)涂層刀具和物理氣相沉積(PVD)涂層刀具。涂層硬質合金刀具一般采用化學氣相沉積法,沉積溫度在1000℃左右。涂層高速刀具一般采用物理氣相沉積法,沉積溫度在500℃左右;
根據涂層刀具基體材料的不同,涂層刀具可分為硬質合金涂層刀具、高速鋼涂層刀具、以及在陶瓷和超硬材料(金剛石和立方氮化硼)上的涂層刀具等。
根據涂層材料的性質,涂層刀具又可分為兩大類,即“硬”涂層刀具和 ‘軟”涂層刀具。“硬”涂層刀具追求的主要目標是高的硬度和耐磨性,其主要優點是硬度高、耐磨性能好,典型的是TiC和TiN涂層。“軟”涂層刀具追求的目標是低摩擦系數,也稱為自潤滑刀具,它與工件材料的摩擦系數很低,只有0.1左右,可減小粘接,減輕摩擦,降低切削力和切削溫度。
近開發了納米涂層 (Nanoeoating)刀具。這種涂層刀具可采用多種涂層材料的不同組合 (如金屬/金屬、金屬/陶瓷、陶瓷/陶瓷等),以滿足不同的功能和性能要求。設計合理的納米涂層可使刀具材料具有優異的減摩抗磨功能和自潤滑性能,適合于高速干切削。
硬質合金機械加工刀具是如何生產制造出來的
a. 可轉位硬質合金刀片(有些包含1層或幾層不同用途的特殊涂層),刀片一般通過粉末冶金高溫高壓壓制而成,作為一般車削刀片,壓制完成后加上涂層即可使用(在同一批次壓制的刀片里,刀片具有很好的尺寸一致性(5um之內)。銑刀一般有很高的跳動要求,每把刀具裝配的刀片數從1片至100+的刀片,這樣就要求銑刀的刀片必須經過精磨,以達到鋒利性(車床的精加工刀片也有這樣的要求)和尺寸一致性。銑刀的刀盤機體材料一般采用42CrMo4+調質,刀盤通過的數控銑削來完成加工。刀柄和拉釘(以DIN69871-69872刀柄為例),材料選用42CrMo4+粗加工+QT+半精加工+局部表面淬火+發黑處理+精磨+動平衡校準。。。。。。
b. 整體硬質合金銑刀+鉆頭+絲錐+鉸刀。。。。。硬質合金棒料,直接在數控工具磨上磨削至終尺寸。更具不同的應用,刀具可附著不同用途的涂層(耐磨性提高,更耐沖擊。。。。。)。優點 ,耐磨 加工材料范圍廣 可加工高硬度材料(極端可達HRC60-65)此刀具受限于棒料的直徑,一般情況下直徑不超過D40.
c。 焊接式硬質合金刀具應用 銑刀+大的鉸刀+較大直徑的鉆頭(鉆體常為高速鋼)+大的滾齒刀
機械刀具材料的選擇
切削常用的刀具材料主要有高速鋼、硬質合金、立方氮化硼(CBN)、陶瓷等。重型切削深度一般可達30~50mm,余量不均,工件表面有硬化層,粗加工階段的刀具磨損以磨粒磨損形式為主:切削速度一般為15~20m/min,盡管速度值處于積屑瘤發生區,但切削的高溫足使切屑與前刀面的接觸點處于液態,減小了摩擦力,抑制了積屑瘤生成。刀具材料的選擇要耐磨損、抗沖擊。陶瓷類刀具硬度高,但抗彎強度低,沖擊韌性差,不適于余量不均的重型車削,CBN存在同樣的問題。硬質合金卻有較低的摩擦系數,可降低切削時的切削力及切削溫度,大大提高刀具耐用度,適于高硬度材料和重載車削粗加工。硬質合金分為鎢鈷類 (YG)、鎢鈷鈦類(YT) 和碳化鎢類(YW)。加工鋼料時,YG類硬質合金的強度和韌性好,但高溫硬度和高溫韌性較差:重型車削時工件塑性變形大,摩擦劇烈,切削溫度高,因此在重型車削中很少用YG類硬質合金。YT類硬質合金有高硬度和耐磨性、高耐熱性、抗粘結擴散能力和防氧化能力,是重型車削常用的刀具材料,適于加工鋼料。然而在低速車削時,切削過程不平穩會造成YT類合金的韌性差,產生崩刃,尤其是加工一些高強度合金材料時,YT類硬質合金耐用度下降快,無法滿足使用要求。在這種情況下應選用YW類刀具或細晶粒、超細晶粒合金刀具(如643等)。細晶粒合金的耐磨性好,更適用于加工冷硬鑄鐵類產品,效率較YW類刀具可提高1倍以上。
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