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涂层刀的这些基础知识,你了解多少?

发表时间: 2021-09-30 16:27:49

作者: 精鑫科技数控刀具(深圳)有限公司

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众所周知,先进的加工设备与高性能的数控刀具相配合,才能充分发挥其应有的效能,取得良好的经济效益。随着刀具材料迅速发展,各种新型刀具材料,其物理、力学性能和切削加工性能都有了很大的提高,应用范围也不断扩大。



一、刀具材料应具备的基本性能

刀具材料的选择对刀具寿命、加工效率、加工质量和加工成本等的影响很大。刀具切削时要承受高压、高温、摩擦、冲击和振动等作用。因此,刀具材料应具备如下一些基本性能:

(1) 硬度和耐磨性:刀具材料的硬度必须高于工件材料的硬度,一般要求在60HRC以上,刀具材料的硬度越高,耐磨性就越好。

(2) 强度和韧性:刀具材料应具备较高的强度和韧性,以便承受切削力、冲击和振动,防止刀具脆性断裂和崩刃。

(3) 耐热性:刀具材料的耐热性要好,能承受高的切削温度,具备良好的抗氧化能力。

(4) 工艺性能和经济性:刀具材料应具备好的锻造性能、热处理性能、焊接性能;磨削加工性能等,而且要追求高的性能价格比。


二、刀具材料的种类、性能、特点及应用

 

涂层刀具材料的性能和特点及刀具的应用:

   对刀具进行涂层处理是提高刀具性能的重要途径之一。涂层刀具的出现,使刀具切削性能有了重大突破。涂层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,它将刀具基体与硬质涂层相结合,从而使刀具性能大大提高。涂层刀具可以提高加工效率、提高加工精度、延长刀具使用寿命、降低加工成本。新型数控机床所用切削刀具中有80%左右使用涂层刀具。涂层刀具将是今后数控加工领域中最重要的刀具品种。

⑴ 涂层刀具的种类 :

   a、根据涂层方法不同:

   涂层刀具可分为化学气相沉积(CVD)涂层刀具和物理气相沉积(PVD)涂层刀具。涂层硬质合金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;根据涂层刀具基体材料的不同,涂层刀具可分为硬质合金涂层刀具、高速钢涂层刀具、以及在陶瓷和超硬材料(金刚石和立方氮化硼)上的涂层刀具等。

   b、根据涂层材料的性质:

   涂层刀具又可分为两大类,即“硬”涂层刀具和 ‘软”涂层刀具。“硬”涂层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”涂层刀具追求的目标是低摩擦系数,也称为自润滑刀具,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。

⑵ 涂层刀具的特点

   a、力学和切削性能好:涂层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,涂层刀具的切削速度比未涂层刀具可提高2倍以上,并允许有较高的进给量。涂层刀具的寿命也得到提高。

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

   c、涂层厚度:随涂层厚度的增加刀具寿命也会增加,但当涂层厚度达到饱和,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。

   d、 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。

   e、涂层材料:不同涂层材料的刀具,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 涂层刀具的应用:

   涂层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最重要的刀具品种。涂层技术已应用于立铣刀、铰刀、钻头、复合孔加工刀具、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。


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