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涂层数控刀具材料的性能和特点及数控刀具的应用

更新时间:2020-03-31 09:38:55点击次数:209次字号:T|T
对数控刀具进行涂层处理是提高数控刀具性能的重要途径之一。

数控刀具进行涂层处理是提高数控刀具性能的重要途径之一。涂层数控刀具的出现,使数控刀具切削性能有了重大突破。涂层数控刀具是在韧性较好刀体上,涂覆一层或多层耐磨性好的难熔化合物,它将数控刀具基体与硬质涂层相结合,从而使数控刀具性能大大提高。涂层数控刀具可以提高加工效率、提高加工精度、延长数控刀具使用寿命、降低加工成本。

非标数控刀具

新型数控机床所用切削数控刀具中有使用涂层数控刀具。涂层数控刀具将是今后数控加工领域中重要的数控刀具品种。

⑴ 涂层数控刀具的种类

根据涂层方法不同,涂层数控刀具可分为化学气相沉积(CVD)涂层数控刀具和物理气相沉积(PVD)涂层数控刀具。涂层硬质合金数控刀具一般采用化学气相沉积法,沉积温度在1000℃左右。涂层高速钢数控刀具一般采用物理气相沉积法,沉积温度在500℃左右;

根据涂层数控刀具基体材料的不同,涂层数控刀具可分为硬质合金涂层数控刀具、高速钢涂层数控刀具、以及在陶瓷和超硬材料(金刚石和立方氮化硼)上的涂层数控刀具等。

根据涂层材料的性质,涂层数控刀具又可分为两大类,即“硬”涂层数控刀具和 ‘软”涂层数控刀具。“硬”涂层数控刀具追求的主要目标是高的硬度和耐磨性,其主要优点是硬度高、耐磨性能好,典型的是TiC和TiN涂层。“软”涂层数控刀具追求的目标是低摩擦系数,也称为自润滑数控刀具,它与工件材料的摩擦系数很低,只有0.1左右,可减小粘接,减轻摩擦,降低切削力和切削温度。

开发了纳米涂层 (Nanoeoating)数控刀具。这种涂层数控刀具可采用多种涂层材料的不同组合 (如金属/金属、金属/陶瓷、陶瓷/陶瓷等),以满足不同的功能和性能要求。设计合理的纳米涂层可使数控刀具材料具有优异的减摩抗磨功能和自润滑性能,适合于高速干切削。

⑵ 涂层数控刀具的特点

① 力学和切削性能好:涂层数控刀具将基体材料和涂层材料的优良性能结合起来,既保持了基体良好的韧性和较高的强度,又具有涂层的高硬度、高耐磨性和低摩擦系数。因此,涂层数控刀具的切削速度比未涂层数控刀具可提高2倍以上,并允许有较高的进给量。涂层数控刀具的寿命也获得提高。

② 通用性强:涂层数控刀具通用性广,加工范围显著扩大,一种涂层数控刀具可以代替数种非涂层数控刀具使用。

③ 涂层厚度:随涂层厚度的增加数控刀具寿命也会增加,但当涂层厚度达到饱和,数控刀具寿命不再明显增加。涂层太厚时,易引起剥离;涂层太薄时,则耐磨性能差。

④ 重磨性:涂层刀片重磨性差、涂层设备复杂、工艺要求高、涂层时间长。

⑤ 涂层材料:不同涂层材料的数控刀具,切削性能不一样。如:低速切削时,TiC涂层占有优势;高速切削时,TiN 较合适。

⑶ 涂层数控刀具的应用

涂层数控刀具在数控加工领域有巨大潜力,将是今后数控加工领域中重要的数控刀具品种。涂层技术已应用于立铣刀、铰刀、钻头、复合孔加工数控刀具、齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀、成形拉刀及各种机夹可转位刀片,满足高速切削加工各种钢和铸铁、耐热合金和有色金属等材料的需要。

(编辑:rrkj2017)
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