切削刀具的基底、涂層和刀刃的準(zhǔn)備,在高效加工中起著關(guān)鍵的作用矗寂,經(jīng)常關(guān)乎金屬切削工序的成敗止剖。這些因素,加上嵌入的斷屑器和刀尖沽一,決定著切削刀具對于一個特定的工件或特定的用途的適應(yīng)性。這些參數(shù)的組合,可以保證刀具的加工壽命長樊颁,經(jīng)濟(jì)性好。當(dāng)設(shè)計刀片來滿足要求越來越高的加工應(yīng)用時呀逃,為應(yīng)付工件的新挑戰(zhàn)而最新開發(fā)的基底材料澳银,含有鎢,這是切削刀具制造商的目標(biāo)研究和開發(fā)的基底钾植、涂層和制備品慨即。
碳化鎢硬質(zhì)合金刀具的硬度和韌性可以應(yīng)付范圍廣闊的切削參數(shù)型肥,切削刀具制造商,可以通過在1到5μm的范圍內(nèi)改變鎢顆粒的尺寸蝠咆,制造出基底材料丐巫。
用較細(xì)的顆粒(亞微細(xì)粒),刀具更耐磨勺美。相反递胧,較大尺寸的顆粒,使刀具韌性較高赡茸。細(xì)顆粒的基底材料主要用于切削航空缎脾、航天工業(yè)材料,諸如鈦占卧、鉻鎳鐵耐熱蝕合金(因康鎳合金)和高溫合金的刀片遗菠。
刀具制造商除了改變這些刀具的粒度以外,還可以任意改變基底材料中鈷的含量华蜒。鈷被用作一種粘結(jié)劑——保持碳化鎢顆粒粘結(jié)在一起的粘結(jié)劑辙纬。把鈷的含量,從通常的6%提高到12%叭喜,可以提高韌性贺拣,能使刀具制造商調(diào)整刀具的成分,滿足任何應(yīng)用的要求矗赔,無論它需要韌性或耐磨性贤丐。
刀具制造商也能通過在刀具表面加上一層濃縮的鈷層,或通過選擇性地把其它種類的合金元素坦浦,諸如碳化鈦(TiC)辙求、碳化鉭(TaC)、碳化釩(VC)和碳化鈮(NbC)怔赤,加到碳化鎢的合成物中弟诲,來提高基底材料的性能。濃縮的鈷層大大提高了刀刃的強(qiáng)度分较,改善了粗切和斷續(xù)切削的性能徘伯。車間在選擇基底材料來匹配工件材料和加工要求時,應(yīng)該注意粉簇,基底材料的5 種其它特性——斷裂韌度绎术、橫向斷裂強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度蛀膊、硬度和抗熱沖擊阻力材诽,也很重要。
切削刀具生產(chǎn)商Iscar Metals Inc.聲稱恒傻,近年來涂層的開發(fā)脸侥,由于化學(xué)氣相沉積涂層刀具昂貴建邓,已經(jīng)導(dǎo)致物理氣相沉積涂層刀具需求的增長≌稣恚化學(xué)氣相沉積涂層的厚度范圍在5到15微米之間變化官边,而物理氣相沉積涂層的厚度范圍從2到6微米⊥庥觯化學(xué)氣相沉積當(dāng)加到基底材料的頂部時注簿,產(chǎn)生拉伸應(yīng)力,而物理氣相沉積涂層在基底上增加壓縮應(yīng)力跳仿。Iscar說诡渴,拉伸應(yīng)力與壓縮應(yīng)力之間的差別,在連續(xù)切削與斷續(xù)切削中菲语,影響刀刃的性能妄辩。在涂層過程中,開發(fā)新的合金元素也有助于粘結(jié)涂層山上,改善涂層的性能伟蕾。
Iscar最新一代的涂層技術(shù),該公司在市場上稱為“Tec”畦肉,已經(jīng)修改了化學(xué)氣相沉積和物理氣相沉積配昼,甚至把兩者結(jié)合起來,生產(chǎn)出切削刀具航娩,更好地滿足特別的應(yīng)用敛纺。對于鋼,Iscar-Tec牌號提供適中溫度的化學(xué)氣相沉積TiCN涂層炫茄,包括厚度Al203涂層,設(shè)計用于提高高速切削中的耐磨性钓藏,同時有很好的熱穩(wěn)定性状奴、耐剝落和耐塑性變形。
相反精臭,對于鑄鐵耗憨,Iscar開發(fā)了一種AlTiN物理氣相沉積涂層,稱為Al-Tec摇祖,鋁的含量高眷篇,耐熱性好,該公司稱荔泳,在低到中等切削速度和不穩(wěn)定的加工情況下蕉饼,其性能優(yōu)越。Iscar用于各種牌號鑄鐵的另一種涂層是Do-Tec玛歌。它是在一層中溫化學(xué)氣相沉積Al203涂層上加一層TiAlN物理氣相沉積涂層昧港。這種組合給車間帶來很多好處擎椰,諸如當(dāng)用中到高速切削時,耐磨性和耐剝落性高创肥。
對于未來达舒,Iscar說,期望看到先進(jìn)等離子涂層和類金剛石碳涂層用于大量成批生產(chǎn)的高潮叹侄。該公司還說巩搏,另一個不斷增長的、對涂層的創(chuàng)新途徑是將取代傳統(tǒng)的趾代、厚的多層涂層的單層多功能涂層塔猾。據(jù)Iscar介紹,單層多功能涂層便于設(shè)計成適合于各種摩擦學(xué)特性和機(jī)械特性稽坤。最近永炭,Iscar指出,不斷增長的納米技術(shù)的研究土嚼,正在促進(jìn)納米涂層技術(shù)的大量大批生產(chǎn)魏桅,納米涂層技術(shù)的韌性、硬度缓缝、抗氧化和熱穩(wěn)定性都比較好钳葬。
刀刃的準(zhǔn)備
在許多例子中表明,刀刃的準(zhǔn)備(珩削)可能影響加工的成敗赂品,各種應(yīng)用情況都要規(guī)定適當(dāng)?shù)溺裣鲄?shù)翩腹。例如,高速精加工鋼與粗加工誓豺,要求完全不同的刀刃準(zhǔn)備工作刷裂。
通常,對于連續(xù)車削吏恃,以及大多數(shù)鋼材和鑄鐵銑削米萝,基本珩削就可以了。但對于重的斷續(xù)切削代虾,則需要重珩或T刃帶刀刃进肯。
相反,對于加工不銹鋼或高溫合金棉磨,因為這些材料在刀刃上有產(chǎn)生積累材料的傾向江掩,所以刀片需要小的磨石和尖銳的刀刃。同樣乘瓤,對于切削鋁环形,也必須采用尖銳的刀刃。
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