涂層質(zhì)量的好壞對刀具的生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用，只有綜合考慮刀具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的所有因素，如刀具的幾何形狀苇赊、應(yīng)用條件等，才能提升企業(yè)的整體競爭力回乞。
　　
　　值得引起注意的是忠辛，目前，雖然涂層在刀具生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用夹恨，但是人們對于涂層的性能哎闻、涂層是如何應(yīng)用到特定領(lǐng)域，或如何彌補(bǔ)刀具外形不足以提高刀具性能等知識病唁，仍然知之甚少吉蔬。通過多年的生產(chǎn)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)積累可以得出：只有綜合考慮刀具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中的所有因素抹寿，生產(chǎn)者才有能力生產(chǎn)出一個成功的產(chǎn)品。
　　
　　目前敏握，業(yè)內(nèi)仍普遍認(rèn)為給刀具鍍膜就可以延長刀具的使用壽命馆寇。但是，刀具的磨損程度能夠作為判斷刀具涂層好壞的惟一標(biāo)準(zhǔn)嗎泼舱？從圖1可以看出等缀，回答是否定的。對于幾何形狀為（A）的TiN涂層刀具來說娇昙，看不出存在明顯的改善跡象尺迂。而通過將刀具的正交斜度改變1 （B），并且改變余隙的大小冒掌，不難看出刀具的使用壽命明顯延長了噪裕。
　　
　　　　
 
　　　　圖1 切削刀具的幾何形狀對于HSS刀具磨損性的影響：幾何形狀A(yù): S=6，μ=5股毫，幾何形狀B:S=5膳音，μ=6；Vc=67m/min铃诬，f=0.25mm祭陷，ap=2.5mm

　　
　　這個例子表明：刀具的幾何形狀和涂層具有復(fù)雜的相互依賴性。另外一個影響性能的因素是切削速度趣席。只有在加快的切削速度以及由此而產(chǎn)生超強(qiáng)的切削負(fù)載包括高溫?zé)釕?yīng)力這些條件下兵志，涂層所帶來的好處才能變的明顯起來。因此只有人們對刀具的幾何形狀宣肚、基體材料萝轰、涂層以及應(yīng)用條件給以同樣的關(guān)注時，才能開發(fā)出成功而又經(jīng)濟(jì)的刀具好阎。同時察遇，涂層的應(yīng)用將影響切削刀刃上切屑的形成過程，涂層的摩擦性和熱物理性將改變切屑的流動速度柄豹，厚度以及曲率遍挚。涂層的存在減少了傳遞給刀具的熱量。這一事實(shí)導(dǎo)致了切屑溫度的極大變化橱狗。例如齐梆，低熱導(dǎo)率的TiALN涂層的應(yīng)用將直接影響切屑的形成，使切屑的溫度升高夭私。
　　
　　　　
 
　　　　圖2 HSS 刀具涂層對于變形的碎屑厚度的影響舷咆。材料： 34CrMo 4V，Vc=30m/min，f=0.2mm唐唉，ap=2.0mm

　　
　　行業(yè)內(nèi)有一種誤導(dǎo)性的討論唠鹅，就是認(rèn)為某些涂層具有低的熱滲透值（與熱導(dǎo)率概念相似），但刀具實(shí)際上并沒有真正的防熱保護(hù)酌摇。這表明膝舅，即使涂層的厚度達(dá)到幾個微米，HSS刀具的切削刀刃仍沒有得到保護(hù)窑多，從未達(dá)到硬質(zhì)合金基底材料所具有的耐熱強(qiáng)度仍稀。然而，實(shí)際上當(dāng)使用被涂覆的刀具時埂息，在刀刃上確實(shí)測到很低的溫度（圖3）技潘。
　　
　　
 　　　　
　　　　圖3 涂層對HSS鉆頭溫度的影響材料：42CrMo 4V，涂層：TiN千康，2μm享幽，f=0.1mm

　　
抗磨損作用的涂層
　　
　　涂層的一個基本功能就是有效的保護(hù)刀具，抑制刀具經(jīng)受各種各樣的磨損拾弃。人們常說“越硬越好”琉闪，認(rèn)為涂層硬度越高，效果越好砸彬。然而，這一普遍公認(rèn)的說法值得商榷斯入。一般來說蓉凰，涂層的硬度在很大程度上取決于溫度。溫度超過500℃以上（這一溫度在切削刀刃處很容易達(dá)到）万僚，許多涂層材料的溫度值就已無法與在室溫條件下的測試值相比酬绞。另外，溫度一旦升高或祖，特定的涂層就不再具有機(jī)械穩(wěn)定性祖务，開始氧化。
　　
新型刀具表面形狀
　　
　　如今凰彼，通常的涂層厚度在微米尺寸范圍內(nèi)彭撑，涂層工藝基本上真正展現(xiàn)了刀具的原本的表面形貌。也就是說葛昏，經(jīng)過涂層后蜈藏，一個原本粗糙的刀具表面仍然是粗糙的。但如果通過顯微鏡觀察绝鸡，情況就會有所不同迂雪。有些特殊的涂層工藝可以生成事實(shí)上完全無缺陷的光滑的涂層表面，而其他的工藝卻只能生成帶有顆粒（液滴）的較為粗糙的表面質(zhì)量。對于很多應(yīng)用場合來說皆疹，這種粗糙度并不是非常關(guān)鍵疏橄。但是在深孔鉆削加工中，由于切屑流至關(guān)重要略就，這時粗糙的涂層便會帶來問題捎迫。解決方案只有兩種：一是選擇“光滑”的涂層；二是為刀具提供帶潤滑層的復(fù)合涂層残制。
　　
深入認(rèn)識涂層
　　
　　另一個不可低估的因素是涂層的厚度立砸。一般情況下，涂層厚度為幾個微米初茶。然而具體應(yīng)用中颗祝，為了使刀具獲得最佳性能，有時需要給刀具涂上一層超厚或超薄的涂層恼布。例如螺戳，超厚的涂層更能抗純粹的磨蝕，而一個超薄的涂層更能經(jīng)受住受強(qiáng)時的交變負(fù)載折汞。幾年前倔幼，典型的金色TiN涂層還只是簡單的結(jié)構(gòu)，且成分單一整诈。沒有人會談到復(fù)合涂層坷磷，納米涂層或梯狀結(jié)構(gòu)涂層。如今情況卻變得更為復(fù)雜恒晋。涂層工藝過程中針對性的控制將導(dǎo)致涂層結(jié)構(gòu)和組分的變化竹坝，從而明顯改變涂層的性能。最典型的例子便是TIALCN這種多成分涂層止歇。只要調(diào)整涂層工藝便可以直接影響其硬度和延展性磷兢。涂層的殘余應(yīng)力起到了一個至關(guān)重要的作用，換句話說翘辑，即使是相同的涂層組分也可以獲得不同的涂層質(zhì)量狭龄。
　　
　　如今的涂層或刀具生產(chǎn)商必須具備調(diào)整涂層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的能力，只有這樣溜信，才能最終獲得優(yōu)化的應(yīng)用效率蜘傻。
　　
　　正如行業(yè)內(nèi)流行的一種普遍說法，通用性涂層幸双，事實(shí)上在涂層設(shè)計(jì)時便打了折扣们豌，目的是為了在廣泛的應(yīng)用上均獲得不差的效率。然而浅妆，對于特定的領(lǐng)域來說望迎，這樣的涂層只能是備選方案。只有那些真正針對工具和應(yīng)用條件的特定需求的涂層才能獲得實(shí)質(zhì)上的特定應(yīng)用效果。如今辩尊，我們不能指望僅僅只是將那些印刷在產(chǎn)品樣本上的涂層產(chǎn)品照搬到實(shí)際的應(yīng)用場合便可以獲得最佳的性能效果涛浙。涂層已經(jīng)被視為是工具的一個組成部分，正如幾何形狀和基體材料一樣摄欲，應(yīng)該符合特定的應(yīng)用條件并加以優(yōu)化轿亮。由于現(xiàn)代涂層材料設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和功能的廣泛性，要想真正使最終用戶完全獲得其100%的使用價值胸墙，就必須仰賴工具制造商和涂層專家雙方的技術(shù)知識我注。
　　
　　可以肯定的是，將來對加工應(yīng)用來說迟隅，通用的標(biāo)準(zhǔn)涂層還有它的立足之地但骨。然而，在現(xiàn)代高性能生產(chǎn)中智袭，只有經(jīng)優(yōu)化涂層的刀具才能提高企業(yè)在市場中的競爭力籍纸。

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