刀具涂層的選擇

每一種涂層在切削加工中都既有優(yōu)勢又有缺點(diǎn)地垢，如果選用了不恰當(dāng)?shù)耐繉勇常锌赡軐?dǎo)致刀具壽命低于未涂層刀具，有時(shí)甚至?xí)鸨任赐繉痈嗟膯栴}尊伟。

目前已有許多種刀具涂層可供選擇惑拙，包括PVD涂層、CVD涂層以及交替涂覆PVD和CVD的復(fù)合涂層等野疟，從刀具制造商或涂層供應(yīng)商那里可以很容易地獲得這些涂層插呜。下面將介紹一些刀具涂層共有的屬性以及一些常用的PVD、CVD涂層選擇方案显而。在確定選用何種涂層對于切削加工※為有益時(shí)夹宏，涂層的每一種特性都起著十分重要的作用。

(1)硬度

涂層帶來的高表面硬度是提高刀具壽命的※佳方式之一楷芝。一般而言，材料或表面的硬度越高沧气，刀具的壽命越長裕砖。TiCN涂層比TiN涂層具有更高的硬度。由于增加了含碳量牍懂，使TiCN涂層的硬度提高了33%鸵隧，其硬度變化范圍為3000~4000HV（取決于制造商）。表面硬度高達(dá)9000HV的CVD金剛石涂層在刀具上的應(yīng)用已較為成熟意推，與PVD涂層刀具相比豆瘫，CVD金剛石涂層刀具的壽命提高了10~20倍。金剛石涂層的高硬度和切削速度可比未涂層刀具提高2~3倍的能力菊值，使其成為非鐵族材料切削加工的不錯(cuò)選擇外驱。

(2)耐磨性

耐磨性是指涂層抵抗磨損的能力。雖然某些工件材料本身硬度可能并不太高腻窒，但在生產(chǎn)過程中添加的元素和采用的工藝可能會(huì)引起刀具切削刃崩裂或磨鈍昵宇。

(3)表面潤滑性

高摩擦因數(shù)會(huì)增加切削熱磅崭，導(dǎo)致涂層壽命縮短甚至實(shí)效。而降低摩擦因數(shù)可以大大延長刀具壽命瓦哎。細(xì)膩光滑或紋理規(guī)則的涂層表面有助于降低切削熱砸喻，因?yàn)楣饣谋砻婵墒骨行佳杆倩x前刀面而減少熱量的產(chǎn)生。與未涂層的刀具相比蒋譬，表面潤滑性更好的涂層刀具還能以更高的切削速度進(jìn)行加工割岛，從而進(jìn)一步避免與工件材料發(fā)生高溫熔焊。

(4)氧化溫度

氧化溫度是指涂層開始分解時(shí)的溫度值寓蔼。氧化溫度值越高檬撒，對在高溫條件下的切削加工越有利。雖然TiAlN涂層的常溫硬度也許低于TiCN涂層饺焕，但它在高溫加工中要比TiCN有效得多促军。TiAlN涂層在高溫下仍能保持其硬度的原因在于它可在刀具與切屑之間形成一層氧化鋁，氧化鋁層可將熱量從刀具傳入工件或切屑什氮。與高速鋼刀具相比等灾，硬質(zhì)合金刀具的切削速度通常更高，這就使TiAlN成為硬質(zhì)合金刀具的推薦涂層舟道，硬質(zhì)合金鉆頭和立銑刀通常采用這種PVD TiAlN涂層莫金。

(5)抗粘結(jié)性

涂層的抗粘結(jié)性可防止或減輕刀具與被加工材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，避免工件材料沉積在刀具上遍沟。在加工非鐵族金屬（如鋁洽咬、黃銅等）時(shí)，刀具上經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生積屑瘤倚务，從而造成刀具崩刃或工件尺寸超差橙围。一旦被加工材料開始粘附在刀具上，粘附就會(huì)不斷擴(kuò)大着逐。例如崔赌，用成形絲錐加工鋁質(zhì)工件時(shí)加工完每個(gè)孔后絲錐上粘附的鋁屑會(huì)增加，以致※后使得絲錐直徑變得過大耸别，造成工件尺寸超差而報(bào)廢健芭。具有良好抗粘結(jié)性的涂層甚至在冷卻液性能不良或濃度不足的加工場合也能起到很好的作用。

刀具的重磨與再涂層

硬質(zhì)合金和高速鋼刀具的重磨和再涂層是目前常見的工藝秀姐。盡管刀具重磨或再涂層的價(jià)格僅為新刀具制造成本的一小部分但卻能延長刀具的壽命慈迈。重磨工藝是特殊刀具或價(jià)格昂貴刀具的典型處理方法∈∮校可進(jìn)行重磨或再涂層的刀具包括鉆頭痒留、銑刀、滾刀以及成形刀具等锥咸。

涂層刀具磨損后必須進(jìn)行重磨狭瞎。涂層刀具重磨時(shí)细移，須將刀具上的磨損部分全部磨掉。對于只需重磨前刀面的刀具（如拉刀熊锭、齒輪滾刀和插齒刀等）或只需重磨后刀面的刀具（如鉆頭和鉸刀等）弧轧，若在其毗鄰切削刃的另一個(gè)面（如鉆頭的螺旋出屑槽）上的涂層未受損傷，刀具耐磨性即可提高俯态。重新刃磨后的涂層刀具跃览，其刀具壽命可達(dá)原來新涂層刀具壽命的50%左右或更長，仍比未涂層刀具的壽命要高玻桶。

刃磨涂層硬質(zhì)合金刀具所用砂輪可采用金剛石砂輪昧挚。但刃磨涂層高速鋼刀具時(shí)，用立方氮化硼CBN砂輪磨削有較好效果假盼。刀具的磨損處應(yīng)全部磨出肢糜，涂層不能剝落，又不能使刀具退火惋探。

使用涂層刀具的一個(gè)重要問題是重磨后刀具切削性能恢復(fù)的問題秃停，即刀具每次刃磨后可否進(jìn)行重復(fù)涂層的問題。對于重磨的成形刀具抗海，只有進(jìn)行重涂丹伙，才能保證刀具的總壽命提高3~5別以上。凡重涂刀具首先必須按工藝要求將幾何參數(shù)磨好葫羡，其磨光部分不允許存在各種質(zhì)量缺陷恼五，如磨損、毛刺等哭懈。重涂時(shí)可采用局部屏蔽技術(shù)只對刃磨面進(jìn)行涂層灾馒。對于不采用屏蔽技術(shù)的重涂，在重涂4~6次后银伟，刀具的非刃磨面的涂層厚度就會(huì)過大你虹，從而影響刀具的精度和產(chǎn)生局部剝落現(xiàn)象，此時(shí)要對刀具進(jìn)行脫膜處理后再重涂彤避。重涂后的刀具切削性能一般不低于第一次新涂層刀具，刀具可重涂多次夯辖，直到報(bào)廢為止琉预。

由此可知，重涂對提高刀具耐磨性和生產(chǎn)率有很大的潛力蒿褂。但重磨后是否要重涂圆米，還要看該刀具在技術(shù)上可否重涂和在經(jīng)濟(jì)上是否合算而定。

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