雖然日本生產(chǎn)的涂層刀具進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)較晚,但由于不斷投入先進(jìn)技術(shù)患达,使其在世界涂層刀具領(lǐng)域已步入技術(shù)領(lǐng)先的地位憨琅。日本各工具制造廠正夜以繼日地研發(fā)新技術(shù)并投入涂層刀具生產(chǎn)中。本文以三菱材料公司開(kāi)發(fā)并運(yùn)用于產(chǎn)品中的新技術(shù)為例闯捎,介紹涂層刀具技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r椰弊。
1.從市場(chǎng)需求看涂層刀具的技術(shù)發(fā)展前景
從提高產(chǎn)品精度和質(zhì)量、降低環(huán)境污染的角度出發(fā)瓤鼻,日本國(guó)內(nèi)的機(jī)械制造業(yè)在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)了一場(chǎng)轟轟烈烈的生產(chǎn)技術(shù)和加工技術(shù)革新秉版。
但在加工技術(shù)的革新過(guò)程中,涂層刀具的某些性能事實(shí)上并沒(méi)有完全達(dá)到用戶的要求茬祷,影響刀具壽命的切屑粘結(jié)現(xiàn)象就是其中之一清焕。就是說(shuō),雖然涂層刀具在耐磨性能和耐崩刃性能上取得了飛躍發(fā)展祭犯,但在如何克服切屑粘結(jié)現(xiàn)象以提高性能方面還不夠先進(jìn)秸妥。這種切屑粘結(jié)現(xiàn)象造成的損害在以不銹鋼、球墨鑄鐵為代表的難切削材料的加工中時(shí)有發(fā)生沃粗。因?yàn)樗鼘儆诜钦Dp粥惧,且難以預(yù)料,所以刀具壽命的變化幅度較大陪每。由于存在這種不穩(wěn)定因素影晓,通常在加工時(shí)不得不把可加工工件數(shù)指標(biāo)設(shè)定得較低,這在一定程度上影響了加工成本的降低檩禾。
因此捉瘟,通過(guò)提高刀具切削刃的表面光滑性旁班,防止刀具與被切削材料產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象,從而獲得加工性能改善的切削刀片就顯得尤為重要铲锭。雖然這些表面光滑技術(shù)都是以最大限度地發(fā)揮涂層材料本身的耐磨耗性能职菜,從而提高加工穩(wěn)定性為目的,但各個(gè)公司采用的策略和方法卻各有不同欲华,有的是采用機(jī)械方法兰险,有的則是通過(guò)改善涂層組織來(lái)獲得表面光滑的切削刃。
2.表面光滑技術(shù)所適用的產(chǎn)品
在CVD涂層刀片常用的加工速度范圍內(nèi)天殉,由于切削刃要承受500℃以上的高溫脚培,因此多數(shù)基體材料上都涂覆了熱穩(wěn)定性能優(yōu)良的A12O3膜。A12O3涂層屬于結(jié)晶性陶瓷靡鞭,如果為了提高耐磨性而涂得太厚纺围,鍍膜表面的凹凸度也會(huì)隨之增加,表面粗糙度加大蜘辕。在切削過(guò)程中僧旬,被切削材料容易粘結(jié)在刀具表面,且在斷續(xù)切削時(shí)難以有效地分散加工沖擊力逼庞,從而容易導(dǎo)致積屑瘤蛇更、崩刃等異常損傷的發(fā)生
三菱材料公司很早就開(kāi)始進(jìn)行利用涂層刀具表面光滑技術(shù)來(lái)提高刀具切削性能的研發(fā)工作,并實(shí)施了多項(xiàng)研發(fā)成果赛糟。作為第一項(xiàng)應(yīng)用于產(chǎn)品的表面光滑技術(shù)派任,在用于高速車(chē)削不銹鋼的刀片牌號(hào)US7020上,經(jīng)CVD涂層后實(shí)施了機(jī)械處理的表面光滑技術(shù)虑灰。在強(qiáng)韌的硬質(zhì)合金基體材料上涂覆了以柱狀晶TiCN膜和微粒光滑的A12O3膜為主體的多層硬質(zhì)膜后吨瞎,該涂層刀具在不銹鋼的切削加工中顯示出優(yōu)良的切削性能,再加上采用了如前所述的表面光滑技術(shù)穆咐,有效抑制了被切削材料對(duì)切削刃的粘結(jié)現(xiàn)象颤诀。對(duì)于不銹鋼加工而言,即使在V=200m/min的高速切削的條件下对湃,也能保證穩(wěn)定的刀具壽命崖叫。
另外,在用于車(chē)削鋼材的代表性刀片牌號(hào)UE6010和UE6020上也可采用表面光滑技術(shù)拍柒。適用于上述材質(zhì)的表面光滑技術(shù)稱(chēng)為“光滑涂層技術(shù)”心傀,是采用特殊的CVD技術(shù),通過(guò)控制涂層生長(zhǎng)來(lái)獲得光滑的涂層表面柔朽。它是一種非機(jī)械處理方式垂暖,可在不損傷涂層的情況下實(shí)現(xiàn)涂層表面的光滑性。
3.最佳的“全黑超級(jí)光滑涂層”技術(shù)
在車(chē)削加工鑄鐵用的最新刀片牌號(hào)UC5105和UC5115上精杜,運(yùn)用了獨(dú)特的化學(xué)處理表面光滑技術(shù)與機(jī)械光滑技術(shù)有機(jī)結(jié)合的復(fù)合表面處理技術(shù)——“全黑超級(jí)光滑涂層”穗阐。這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用可使涂層表面的光滑性達(dá)到極致涉泡。
除了表面光滑技術(shù)以外,另一種全新的涂層材料高耐磨技術(shù)也適用于上述牌號(hào)能莫。對(duì)于切削刀具而言政茄,球墨鑄鐵屬于特別難切削的材料之一。但由于應(yīng)用了UC5105妇愉、UC5115牌號(hào)彭闷,使刀具的異常損傷大幅度減少,解決了球墨鑄鐵加工難題芳企。另外烛蘑,以高硬度硬質(zhì)合金為基體材料的UC5105牌號(hào)的應(yīng)用,使傳統(tǒng)的涂層刀具難以完成琐览、屬于陶瓷刀具切削領(lǐng)域的鑄鐵高速加工成為可能丑瞧。
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