刀具涂层技术
在相对较软的刀具基体上涂覆一层或多层硬度高、性好的金属或非金属化合物薄膜(如TiAlN、TiC、TiN、Al2O3等)而形成的涂层刀具,是切削刀具发展的一次革命。涂层刀具与未涂层刀具相比,具有明显的优越性:显着降低摩擦系数,改善刀具表面的摩擦学性能和排屑能力;显着提高性和抗冲击韧性,改善刀具的切削性能,提高加工效率和刀具寿命;提高刀具表面性能,使
剪刃材质
刀具涂层技术
在相对较软的刀具基体上涂覆一层或多层硬度高、性好的金属或非金属化合物薄膜(如TiAlN、TiC、TiN、Al2O3等)而形成的涂层刀具,是切削刀具发展的一次革命。涂层刀具与未涂层刀具相比,具有明显的优越性:显着降低摩擦系数,改善刀具表面的摩擦学性能和排屑能力;显着提高性和抗冲击韧性,改善刀具的切削性能,提高加工效率和刀具寿命;提高刀具表面性能,使刀具可以承受更高的切削热,有利于提高切削速度及加工效率,并扩大了干切削的应用范围。在制造业中,80%以上的硬质合金刀具及高速具都采用了表面涂层技术,而CNC机床上所用的切削刀具90%以上是涂层刀具。
刀具涂层技术自从问世以来,对刀具技术的改善和加工技术起到了越来越重要的作用,已经成为现代刀具的标志。涂层刀具是通过在韧性较好的硬质合金基体或高速钢基体上,涂覆一薄层性高的难熔金属化合物而获得的,使刀具性能发生了巨大的变化。常用的涂层材料有TiC、TiN、Al2O3等,其中TiC的硬度比TiN高,抗磨损性能更好。对硬质合金,一般采用化学气相沉积法(CVD),层积温度为1000℃;而对高速具,一般采用物理气相沉积法(PVD),层积温度在500℃左右。随着涂层工艺的日益成熟和不断发展,从开始的单一涂层,进入到开发多元、多层、梯度、纳米涂层的新阶段。
机械加工对刀具高要求同时要降低污染。
各种机电产品的过早失效破坏中约有70%是由磨损和腐蚀造成的,而这两种失效方式都与材料的表面状态(物理、化学和应力状态等)密切相关。因此,提高这类材料使用性能的关键是提高其表面性能。
切削刀具的多样性和使用时的工作状态特点决定了选择刀具镀层的不同。车削和钻孔不同,铣刀又应考虑其断续冲击的特点。早期发展的涂层以为主要着眼点,以提高硬度为主要指标。以氮化钛为代表的此类涂层具有较高的摩擦系数(0.4~0.6),加工时与工件之间不断摩擦将产生大量热能。为避免刀具过热发生变形影响加工精度和延长其使用寿命,通常使用切削液。
要解决减少或免除切削液带来的问题,刀具镀层不仅应使刀具具有长寿命,且应有自润滑的功能。类金刚石涂层(DLC)的出现在对某些材料(Al、Ti及其复合材料)的机械加工方面显示出优势,但经过多年的研究表明类金刚石涂层的内应力高、热稳定性差和与黑色金属间的触媒效应使SP3结构向SP2转变等三种缺点,决定了它目前只能应用于加工有色金属,因而限制了它在机加工方面的进一步应用。但是近年来的研究表明,以SP2结构为主的类金刚石涂层(也称为类石墨涂层)硬度也可达到20~40GPa,却不存在与黑色金属起触媒效应的问题,其摩擦系数很低又有很好的抗湿性,切削时可以用冷却剂也可用于干切削,其寿命比非镀层刀有成倍的提高,加工钢铁材料不存在问题,因而引起了涂层公司、刀具厂家极大的兴趣。假以时日,这种新型的类金刚石涂层会在切削领域得到广泛的应用。
圆刀片切削中的发热现象
圆刀片切削所消耗的能量中,除消耗于加工面和切屑中的应变能量外,大部分都转化为热。我们把由圆刀片切削转化成的热称为切削热。切削热会加热圆刀片、切屑和加工面,因而使它们的温度上升。
切削热主要发生在圆刀片切削刃前方工件发生塑性变形的区域,即前刀面和切屑以及后刀面和工件接触产生摩擦的区域。金属切屑加工时,其切削能量大约70%消耗于剪切变
形,因此发热区主要集中在从圆刀片的刃口延伸到剪断面,以及前刀面与切屑发生摩擦区域。但木材切削时,由于切削变形所需的力比金属要小很多,且切削速度要高,因此,通常条件下,木材削时前刀面的摩擦发热为重要。由于已加工表面的弹性恢复较大,后刀面的摩擦发热也不可忽视。锯切和钻削加工这类闭式切削,与切肩形成无直接关系的圆刀片部分也会与切削面发生摩擦发而发热
切削热不仅会使切削刀具温度升高,还会提高切屑和工件温度。但木材切削时圆刀片以外的温度基本都不讨论。所以说到切削温度,一般都是指刀具温度。
在冶金行业的各种剪切,冲切,滚切刀片上,产品严格执行GB/T1828.1 , GB/T1828.2标准,产量可靠稳定,特别适合废钢、不锈钢、胚料剪切等。
用于中、厚板的冷热横剪、纵剪、冷轧、热轧等材料,主要采用5CrW2Si、6CrW2Si、 3Cr2W8V、 H12、 H13等I具钢加工而成,刀锋利。
连铸轧钢刀采用合金堆焊技术,大大提高了刀具的使用寿命和剪切效果;棒材温剪刀片主要是采用6CrW2Si、H12、 H13、 HMB等工具钢制造而成,奶磨碎,切口平整、产品无刺、散热性好。
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