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涂層也有助于提高刀具的切削性能。目前的涂層技術(shù)包括:
(1)氮化鈦(TiN)涂層:這是一種通用型PVD和CVD涂層,可以提高刀具的硬度和氧化溫度。
(2)碳氮化鈦(TiCN)涂層:通過在TiN中添加碳元素,提高了涂層的硬度和表面光潔度。
(3)氮鋁鈦(TiAlN)和氮鈦鋁(AlTiN)涂層:氧化鋁(Al2O3)層與這些涂層的復(fù)合應(yīng)用可以提高高溫切削加工的刀具壽命。氧化鋁涂層尤其適合干式切削和近干切削。AlTiN涂層的鋁含量較高,與鈦含量較高的TiAlN涂層相比,具有更高的表面硬度。AlTiN涂層通常用于高速切削加工。
(4)氮化鉻(CrN)涂層:這種涂層具有較好的抗粘結(jié)性能,是對抗積屑瘤的**解決方案。
(5)金剛石涂層:金剛石涂層可以顯著提高加工非鐵族材料刀具的切削性能,非常適合加工石墨、金屬基復(fù)合材料、高硅鋁合金和其他高磨蝕性材料。但金剛石涂層不適合加工鋼件,因為它與鋼的化學(xué)反應(yīng)會破壞涂層與基體的粘附性能。
近年來,PVD涂層刀具的市場份額有所擴大,其價格也與CVD涂層刀具不相上下。CVD涂層的厚度通常為5-15μm,而PVD涂層的厚度約為2-6μm。
在涂覆到刀具基體上時,CVD涂層會產(chǎn)生不受歡迎的拉應(yīng)力;而PVD涂層則有助于對基體形成有益的壓應(yīng)力。較厚的CVD涂層通常會顯著降低刀具切削刃的強度。因此,CVD涂層不能用于要求切削刃非常鋒利的刀具。
在涂層工藝中采用新的合金元素可以改善涂層的粘附性和涂層性能。例如,伊斯卡公司的3PSumoTec處理技術(shù)能提高PVD和CVD兩類涂層的韌性、光滑程度和抗崩刃性能。
同樣,該工藝還能消除PVD涂層時在涂層表面產(chǎn)生的有害液滴,從而使涂層表面更光滑,使刀片在加工時切削溫度更低、壽命更長、形成更理想的切屑流,以及能采用更高的切削速度。
復(fù)合涂層具有很好的耐磨性和抗崩刃性,非常適合用于高速切削鑄鐵的各種刀片牌號,其預(yù)期的切削速度可達到650-1200sfm以上(取決于工件材料的類型和加工條件)。