TiC和TiN是最早出現(xiàn)的刀具涂層材料,也是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多的涂層褥疆。TiC涂層硬度高(達(dá)HV2500～4200),具有高的抗機(jī)械磨損和抗磨料磨損性能,與未涂層刀具相比,有較低的摩擦系數(shù),較小的切削力和較低的切削溫度,具有良好的抗后刀面磨損和抗月牙洼磨損能力,應(yīng)用溫度500℃,但其性脆,不耐沖擊神卢。TiN涂層是工藝最成熟和應(yīng)用最廣泛的硬質(zhì)涂層材料,其突出優(yōu)點(diǎn)是摩擦系數(shù)小,應(yīng)用溫度達(dá)到600℃,適于加工鋼材或切削易于粘在前刀面上的材料。目前國(guó)內(nèi)外的刀具公司都有這兩種涂層牌號(hào)的產(chǎn)品扳九。

化學(xué)氣相沉積(CVD)的Al2O3涂層刀具的切削性能高于TiN和TiC涂層刀具,且切削速度愈高,刀具耐用度提高的幅度也愈大尝鬓。在高速范圍切削鋼件時(shí),Al2O3涂層在高溫下硬度降低較TiC涂層小,Al2O3具有更好的化學(xué)穩(wěn)定性和高溫抗氧化能力,因此具有更好的抗月牙洼磨損、抗后刀面磨損和抗刃口熱塑性變形的能力,在高溫下有較高的耐用度玖瘸。第一代Al2O3涂層切削刀具中,涂層常常是由a-和κ-Al2O3的混合物組成,導(dǎo)致不均勻的涂層形貌,嚴(yán)重降低涂層性能秸讹。過去的10年里,在控制a-Al2O3晶體成核和細(xì)顆粒微觀結(jié)構(gòu)方面取得了很大進(jìn)步。早期的a-Al2O3涂層出現(xiàn)熱裂紋并且易碎,最近通過調(diào)節(jié)晶核表面的化學(xué)作用就可能完全控制并使a-Al2O3相成核,形成由細(xì)顆粒a-Al2O3組成的涂層,避免了轉(zhuǎn)化裂紋,與早先技術(shù)得到的a-Al2O3涂層相比,表現(xiàn)出優(yōu)異的韌性雅倒。

Al2O3涂層的絕緣特性使物理氣相沉積(PVD)工藝相當(dāng)難于控制,且沉積速度很低,如何能通過PVD的方法制備Al2O3涂層一直是刀具涂層業(yè)所關(guān)心的問題嗦枢。CemeCon公司開發(fā)的高電離化脈沖技術(shù)(HIPTM),使優(yōu)異的AlOx涂層成為可能。該公司新近開發(fā)的建立在磁控濺射TiAlN涂層基礎(chǔ)上Al2O3涂層,涂覆溫度低于450℃,在鑄鐵和高性能和合金材料試驗(yàn)上取得了滿意結(jié)果屯断。

HfN熱膨脹系數(shù)非常接近硬質(zhì)合金基體,涂鍍后產(chǎn)生的熱應(yīng)力很小,刀片抗彎強(qiáng)度降低少,因熱膨脹系數(shù)不同而引起的和崩刃的危險(xiǎn)性減少,且HfN熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性較很多高熔點(diǎn)材料的高,在溫度高達(dá)817～1204℃時(shí)仍有很高的硬度(30GPa),耐磨性好。目前市場(chǎng)上美國(guó)Teledyne公司牌號(hào)為HN+及HN+4的刀片及德國(guó)Walter公司牌號(hào)為WHN的刀片都是HfN涂層刀片侣诺。

由于TiC殖演、TiN涂層與鈦合金和鋁合金材料之間的親合力,會(huì)使摩擦力和粘結(jié)增大,產(chǎn)生粘屑,而CrC、CrN和新開發(fā)的Mo2N年鸳、Cr2O3等涂層化學(xué)穩(wěn)定性好,不易產(chǎn)生粘屑,適于切削鈦趴久、銅丸相、鋁及其合金材料。此外常見的單涂層材料還有NbC彼棍、HfC灭忠、ZrC、ZrN座硕、BN攘体、VN等。

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