“软”涂层刀具的发展与应用

一、引言

刀具涂层将刀具基体和涂层材料的优良性能相结合,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,从而使刀具的切削性能大大提高。自硬质涂层刀具问世以来,化学气相沉积(CVD)技术和物理气相沉积(PVD)技术相继得到发展,刀具涂层技术取得了飞速发展,涂层工艺越来越成熟。西方国家使用的涂层刀片占可转位刀片的比例已由1978年的26%,增加到1985年的50%～60%。新型数控机床所用切削刀具中有80%左右使用涂层刀具,瑞典山特维克公司和美国肯纳金属公司的涂层刀片的比例已达80%～85%以上。美国数控机床上使用涂层硬质合金刀片的比例为80%。瑞典和德国车削用涂层刀片已占70%以上。在日本的硬质合金和陶瓷刀片生产总产量中,涂层刀片所占比例超过40%。涂层刀具将是今后机械加工领域中的重要刀具品种,也是刀具技术的一个重要发展方向。

二、涂层刀具的种类

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CVD)法,沉积温度在1000℃左右。涂层高速钢刀具一般采用PVD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。

图1典型的涂层结构

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”涂层刀具追求高的硬度和耐磨性。目前应用最多的刀具硬涂层物质有TiC、TIN、TiC(N)、Al₂O₃和TiAlN等及其组合。“软”涂层刀具追求低摩擦系数,与工件材料的摩擦系数很低,可减小粘结,减轻摩擦,降低切削力和切削温度。“软”涂层刀具物质主要有MoS₂、WS₂、TaS₂等及其组合。涂层方式有:单涂层、多涂层、梯度涂层、软/硬复合涂层、纳米涂层、超硬薄膜涂层等,如图1所示。

null

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。