在干式切削中刀具材料的選用
高速干式切削最好的涂層是氮鋁鈦
切削液通常不再必要的重要原因是有了涂層。它們通過抑制從切削區(qū)到刀片(刀具)的熱傳導來減緩溫度的沖擊。涂層的作用就象一層熱屏障邀曲,因為它有比刀具基體和工件材料低得多的熱傳導系數(shù)。因此暮戏,這些刀具吸收的熱量較少撕拇,能承受較高的切削溫度。無論是車削還是銑削垃散,涂層刀具都允許采用更高效的切削參數(shù)李根,而不會降低刀具壽命。
涂層厚度在2到18微米之間几睛,它在刀具性能方面起著重要的作用。較薄的涂層比厚的涂層在沖擊切削時粤攒,經(jīng)受溫度變化的性能要好所森,這是因為較薄的涂層應力較小,不易產(chǎn)生裂紋夯接。在快速冷卻和加熱時焕济,厚的涂層就象玻璃杯極快地加熱冷卻一樣纷妆,容易碎掉。用薄涂層刀片進行干式切削可以延長刀具壽命高達40%晴弃,這就是物理涂層常用來涂圓形刀具和銑刀片的原因掩幢。PVD涂層往往涂得比化學涂層要薄,與輪廓結合得較牢固上鞠。另外际邻,PVD涂層可以在低得多的溫度下沉積在硬質(zhì)合金上,因此芍阎,它們更多地應用于非常鋒利的刃口及大的正前角銑刀世曾、車刀。
雖然涂層材料氮化鈦冈瞪,在所有涂層刀具中占有80%踏旷。然而在高速干式切削的情況下,最好的PVD涂層是氮鋁鈦(TiAlN)找仙,它的性能在高溫連續(xù)切削時糜谒,優(yōu)于氮化鈦四倍,例如用于高速車削亲敷。TiAlN涂層對于處在較高的熱應力條件下的刀具狸岁,也勝過其它涂層。象干式銑削及那些小直徑孔的深孔鉆削切削液難以到達的部位契叔。
TiAlN在切削溫度下比TiN更硬舟窥,且具有熱穩(wěn)定性,PVD涂層利用了它的抗化學磨損性能麸应,它的硬度高達維氏3500度削仲,它的工作溫度高達1470°F。材料科學家推測:這些性質(zhì)可歸功于非結晶的氧化鋁薄膜损侄,它是當高溫時涂層表面中的一些鋁氧化后不恭,在切屑/刀具界面上形成的。
這項研究特意選用超薄多層PVD涂層财饥,這種沉積過程產(chǎn)生的涂層由上百層組成换吧,每一層僅有幾個納米厚。而一般的PVD涂層的沉積物只有幾層微米級厚度的涂層钥星。
盡管PVD涂層有很多優(yōu)點沾瓦,但是對于加工大多數(shù)黑色金屬,CVD涂層仍然是更受歡迎谦炒。在CVD加工過程中贯莺,沉積溫度比較高有助于提高結合強度,并且允許基體中有較高的鈷含量宁改,這樣刀刃的韌性好缕探,提高抗塑性變形的能力魂莫。由于CVD涂層比PVD涂層厚,就要求在它們的刃口處進行鈍化爹耗,以防止涂層剝落耙考,同時也能有助于提高刀具的抗磨損性能。允許采用進給量可達0.035英寸/轉(zhuǎn)劣秦。
CVD是在刀具上沉積一層有用的氧化鋁的過程王菲,這是人們熟知的最耐熱和抗氧化的涂層。氧化鋁是不良導體裹融,它把刀具與切削變形而生成的熱量隔開绪论,促使熱量流到切屑中。這是一種極好的CVD涂層材料幽卜,主要用于在干切時使用的硬質(zhì)合金車刀卷俱。它在高速切削時還能保護基體,是最好的抗磨料磨損和月牙洼磨損的涂層并淳。
涂層刀片有較長的刀具壽命百郊,它在干式銑削比濕式銑削更穩(wěn)定。更高切削速度會使切削溫度進一步升高啰林。例如捉为,在14000轉(zhuǎn)/分和1575英寸/分的切削速度下干式切削加工鑄鐵,能把刀具前面的切削區(qū)加熱到600°~700℃鸡焰。其金屬切除率就類似于銑削鋁焚趴,這時在鑄鐵上產(chǎn)生的溫度就高于常規(guī)刀具。
切削液通常不再必要的重要原因是有了涂層。它們通過抑制從切削區(qū)到刀片(刀具)的熱傳導來減緩溫度的沖擊。涂層的作用就象一層熱屏障邀曲,因為它有比刀具基體和工件材料低得多的熱傳導系數(shù)。因此暮戏,這些刀具吸收的熱量較少撕拇,能承受較高的切削溫度。無論是車削還是銑削垃散,涂層刀具都允許采用更高效的切削參數(shù)李根,而不會降低刀具壽命。
涂層厚度在2到18微米之間几睛,它在刀具性能方面起著重要的作用。較薄的涂層比厚的涂層在沖擊切削時粤攒,經(jīng)受溫度變化的性能要好所森,這是因為較薄的涂層應力較小,不易產(chǎn)生裂紋夯接。在快速冷卻和加熱時焕济,厚的涂層就象玻璃杯極快地加熱冷卻一樣纷妆,容易碎掉。用薄涂層刀片進行干式切削可以延長刀具壽命高達40%晴弃,這就是物理涂層常用來涂圓形刀具和銑刀片的原因掩幢。PVD涂層往往涂得比化學涂層要薄,與輪廓結合得較牢固上鞠。另外际邻,PVD涂層可以在低得多的溫度下沉積在硬質(zhì)合金上,因此芍阎,它們更多地應用于非常鋒利的刃口及大的正前角銑刀世曾、車刀。
雖然涂層材料氮化鈦冈瞪,在所有涂層刀具中占有80%踏旷。然而在高速干式切削的情況下,最好的PVD涂層是氮鋁鈦(TiAlN)找仙,它的性能在高溫連續(xù)切削時糜谒,優(yōu)于氮化鈦四倍,例如用于高速車削亲敷。TiAlN涂層對于處在較高的熱應力條件下的刀具狸岁,也勝過其它涂層。象干式銑削及那些小直徑孔的深孔鉆削切削液難以到達的部位契叔。
TiAlN在切削溫度下比TiN更硬舟窥,且具有熱穩(wěn)定性,PVD涂層利用了它的抗化學磨損性能麸应,它的硬度高達維氏3500度削仲,它的工作溫度高達1470°F。材料科學家推測:這些性質(zhì)可歸功于非結晶的氧化鋁薄膜损侄,它是當高溫時涂層表面中的一些鋁氧化后不恭,在切屑/刀具界面上形成的。
這項研究特意選用超薄多層PVD涂層财饥,這種沉積過程產(chǎn)生的涂層由上百層組成换吧,每一層僅有幾個納米厚。而一般的PVD涂層的沉積物只有幾層微米級厚度的涂層钥星。
盡管PVD涂層有很多優(yōu)點沾瓦,但是對于加工大多數(shù)黑色金屬,CVD涂層仍然是更受歡迎谦炒。在CVD加工過程中贯莺,沉積溫度比較高有助于提高結合強度,并且允許基體中有較高的鈷含量宁改,這樣刀刃的韌性好缕探,提高抗塑性變形的能力魂莫。由于CVD涂層比PVD涂層厚,就要求在它們的刃口處進行鈍化爹耗,以防止涂層剝落耙考,同時也能有助于提高刀具的抗磨損性能。允許采用進給量可達0.035英寸/轉(zhuǎn)劣秦。
CVD是在刀具上沉積一層有用的氧化鋁的過程王菲,這是人們熟知的最耐熱和抗氧化的涂層。氧化鋁是不良導體裹融,它把刀具與切削變形而生成的熱量隔開绪论,促使熱量流到切屑中。這是一種極好的CVD涂層材料幽卜,主要用于在干切時使用的硬質(zhì)合金車刀卷俱。它在高速切削時還能保護基體,是最好的抗磨料磨損和月牙洼磨損的涂層并淳。
涂層刀片有較長的刀具壽命百郊,它在干式銑削比濕式銑削更穩(wěn)定。更高切削速度會使切削溫度進一步升高啰林。例如捉为,在14000轉(zhuǎn)/分和1575英寸/分的切削速度下干式切削加工鑄鐵,能把刀具前面的切削區(qū)加熱到600°~700℃鸡焰。其金屬切除率就類似于銑削鋁焚趴,這時在鑄鐵上產(chǎn)生的溫度就高于常規(guī)刀具。
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