涂層(coating)是涂料一次施涂所得到的固態(tài)連續(xù)膜寥只,是為了防護(hù),絕緣,裝飾等目的冻找,涂布于金屬柏困,織物,塑料等基體上的塑料薄層帜蘑。涂料可以為氣態(tài)清玉、液態(tài)、固態(tài)珍垦,通常根據(jù)需要噴涂的基質(zhì)決定涂料的種類和狀態(tài)惜施。
依據(jù)所用涂料的種類而有不同的稱呼,如底漆的涂層稱為底漆層图呢,面漆的涂層稱為面漆層条篷。一般涂料所得涂層較薄,約在20~50微米蛤织,厚漿型涂料則一次可得厚達(dá)1毫米以上的涂層赴叹。是為了防護(hù),絕緣指蚜,裝飾等目的乞巧,涂布于金屬,織物摊鸡,塑料等基體上的塑料薄層绽媒。
用銅、鋁等金屬做成的導(dǎo)線外面免猾,或有絕緣漆是辕、或有塑料、橡膠等絕緣包皮掸刊。然而免糕,絕緣漆、塑料忧侧、橡膠都怕高溫,一般超過(guò)200℃就會(huì)集化子钱,失去絕緣性能据篇。而許多電線正需要在高溫下工作,那該怎么辦呢?對(duì)码果,讓高溫電絕緣涂層來(lái)幫忙担泥,這種涂層實(shí)際上是一種陶瓷涂層,它除了能在高溫下保持電絕緣性能外佛殉,還能與金屬導(dǎo)線緊密“團(tuán)結(jié)”在一起谨斥,做到“天衣無(wú)縫”,任你將導(dǎo)線七繞八彎,它們也不會(huì)分離蛾沪,這種涂層非常致密紫声,涂上它,兩根電壓差很大的導(dǎo)線碰在一起拗炎,也不會(huì)發(fā)生擊穿現(xiàn)象京甫。
高溫電絕緣涂層根據(jù)其化學(xué)成分的不同,可分為許多種類李根。如石墨導(dǎo)體表面上的氮化硼或氧化鋁槽奕、氟化銅涂層,到400℃仍有良好的電絕緣性能房轿。金屬導(dǎo)線上的搪瓷到700℃粤攒,磷酸鹽為基的無(wú)機(jī)粘結(jié)劑涂層到1000℃,等離子噴涂氧化鋁涂層在1300℃囱持,都仍保持著良好的電絕緣性能夯接。
高溫電絕緣涂層已在電力、電機(jī)洪唐、電器钻蹬、電子、航空凭需、原子能问欠、空間技術(shù)等方面獲得了廣泛的應(yīng)用。
現(xiàn)今粒蜈,切削液通常不再必要的重要原因是有了涂層顺献。它們通過(guò)抑制從切削區(qū)到刀片 (刀具) 的熱傳導(dǎo)來(lái)減緩溫度的沖擊。涂層的作用就象一層熱屏障枯怖,因?yàn)樗斜鹊毒呋w和工件材料低得多的熱傳導(dǎo)系數(shù)灭西。因此,這些刀具吸收的熱量較少掘楔,能承受較高的切削溫度弹爱。無(wú)論是車削還是銑削,涂層刀具都允許采用更高效的切削參數(shù)骚美,而不會(huì)降低刀具壽命扬骑。
涂層厚度在2到18微米之間,它在刀具性能方面起著重要的作用刮诅。較薄的涂層比厚的涂層在沖擊切削時(shí)涎舞,經(jīng)受溫度變化的性能要好,這是因?yàn)檩^薄的涂層應(yīng)力較小舟窥,不易產(chǎn)生裂紋栗怪。在快速冷卻和加熱時(shí),厚的涂層就象玻璃杯極快地加熱冷卻一樣,容易碎掉娘瞻。用薄涂層刀片進(jìn)行干式切削可以延長(zhǎng)刀具壽命高達(dá)40%损侄,這就是物理涂層常用來(lái)涂圓形刀具和銑刀片的原因。PVD涂層往往涂得比化學(xué)涂層要薄视搏,與輪廓結(jié)合得較牢固审孽。另外,PVD涂層可以在低得多的溫度下沉積在硬質(zhì)合金上浑娜,因此佑力,它們更多地應(yīng)用于非常鋒利的刃口及大的正前角銑刀、車刀筋遭。
雖然涂層材料氮化鈦打颤,在所有涂層刀具中占有80%。然而在高速干式切削的情況下漓滔,最好的PVD涂層是氮鋁鈦(TiAlN)编饺,它的性能在高溫連續(xù)切削時(shí),優(yōu)于氮化鈦四倍响驴,例如用于高速車削透且。TiAlN涂層對(duì)于處在較高的熱應(yīng)力條件下的刀具,也勝過(guò)其它涂層豁鲤。象干式銑削及那些小直徑孔的深孔鉆削切削液難以到達(dá)的部位秽誊。
TiAlN在切削溫度下比TiN更硬,且具有熱穩(wěn)定性跟斜,PVD涂層利用了它的抗化學(xué)磨損性能低案,它的硬度高達(dá)維氏3500度,它的工作溫度高達(dá)1470°F绪论。材料科學(xué)家推測(cè):這些性質(zhì)可歸功于非結(jié)晶的氧化鋁薄膜辕憋,它是當(dāng)高溫時(shí)涂層表面中的一些鋁氧化后,在切屑/刀具界面上形成的卷俱。
這項(xiàng)研究特意選用超薄多層PVD涂層寒焚,這種沉積過(guò)程產(chǎn)生的涂層由上百層組成,每一層僅有幾個(gè)納米厚百郊。而一般的PVD涂層的沉積物只有幾層微米級(jí)厚度的涂層湘志。
盡管PVD涂層有很多優(yōu)點(diǎn),但是對(duì)于加工大多數(shù)黑色金屬整空,CVD涂層仍然是更受歡迎。在CVD加工過(guò)程中聂祈,沉積溫度比較高有助于提高結(jié)合強(qiáng)度偶凝,并且允許基體中有較高的鈷含量,這樣刀刃的韌性好,提高抗塑性變形的能力什往。由于CVD涂層比PVD涂層厚扳缕,就要求在它們的刃口處進(jìn)行鈍化,以防止涂層剝落别威,同時(shí)也能有助于提高刀具的抗磨損性能躯舔。允許采用進(jìn)給量可達(dá)0.035英寸/轉(zhuǎn)。
CVD是在刀具上沉積一層有用的氧化鋁的過(guò)程省古,這是人們熟知的最耐熱和抗氧化的涂層粥庄。氧化鋁是不良導(dǎo)體,它把刀具與切削變形而生成的熱量隔開(kāi)豺妓,促使熱量流到切屑中惜互。這是一種極好的CVD涂層材料,主要用于在干切時(shí)使用的硬質(zhì)合金車刀琳拭。它在高速切削時(shí)還能保護(hù)基體训堆,是最好的抗磨料磨損和月牙洼磨損的涂層。
涂層刀片有較長(zhǎng)的刀具壽命白嘁,它在干式銑削比濕式銑削更穩(wěn)定坑鱼。更高切削速度會(huì)使切削溫度進(jìn)一步升高。例如嘀吨,在14000轉(zhuǎn)/分和1575英寸/分的切削速度下干式切削加工鑄鐵谅璧,能把刀具前面的切削區(qū)加熱到600°~700℃。其金屬切除率就類似于銑削鋁孝揉,這時(shí)在鑄鐵上產(chǎn)生的溫度就高于常規(guī)刀具摇值。
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