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伊斯卡致力于在硬质合金刀具材料领域的发展

  提升刀具性能最基础的研发方向是提升刀具材料,这涉及到基体及涂层两个方面。硬质合金基体的基本特性是韧性越高,耐磨性越低,因此,断续切削时,如铣削、非连续车削时,可选择韧性高的基体,连续精车时则需选择耐磨性高的基体。       

  超细晶粒牌号的开发打破了基体的常规规律。超细晶粒牌号兼具高耐磨性及高韧性,这为实现刀片及刀具通用性打开了一个通道。伊斯卡推出的IC07、IC08超细晶粒硬质合金基体是通用型硬质合金基体的典范,兼具高耐磨性及高韧性,特别是经涂层处理后的IC908,凭借基体与涂层的完美结合,可用于钢、淬硬钢、不锈钢、高温合金、铸铁的钻削、切槽切断和铣削。       

  近年来涂层技术取得了长足发展,而伊斯卡在涂层技术上也有许多可圈可点之处。   

  (1)中温化学气相涂层(MT-CVD)       

  采用中温化学气相涂层(MT-CVD,沉积温度700~900℃)所制取的Ti(C,N)与采用高温化学气相涂层(HT-CVD,沉积温度900~1100℃)所制取的Ti(C,N)相比,前者的涂层组织结构致密,厚度可达10μm以上,呈柱状结晶,涂层后刀具表面残损的应力更小。这种硬质合金涂层处理具有更高的抗磨损性能,抗热震性能和较高的韧性。当应用于恶劣条件下的高速重切削、干切削加工时,刀具寿命有显著提高。伊斯卡在IC8150-IC8350、IC9150-IC9350等P类牌号、IC5005、IC5010、IC5100等K类牌号中均采用了中温化学气相涂层技术。   

  (2)硬质合金α-Al2O3涂层技术      

  沉积Al2O3涂层时,随着沉积温度的不同,Al2O3会呈现不同的结晶相,如γ、δ、α、κ-Al2O3,其中,只有α-Al2O3是热力学稳定结构。因工艺条件的变化,往往得到α相、κ相Al2O3的混合物,因而降低了涂层的性能。伊斯卡现在已经能通过严格控制工艺参数得到纯正的α- Al2O3,并控制其晶体生长方向,呈柱形组织,该项技术被命名为α-TEC。伊斯卡将α-TEC技术应用到IC8150-IC8350、IC5400等P类牌号,IC5005、IC5100、IC5010等K类牌号中。   

  (3)采用复合涂层(DO-TEC)      

  该技术为基于中温化学气相涂层(MTCVD)表面进行PVD涂层。伊斯卡的DT7150牌号采用了此技术,TiCN为底层,Al2O3为中间层,TiN为过渡层,均采用中温化学气相涂层技术,TiAlN为顶层,采用PVD涂层技术。此牌号在灰铸铁、球墨铸铁的中-高速铣削加工中表现出色。

  (4)采用TiAlN(PVD)涂层或AlTiN(PVD)涂层      

  TiAlN呈紫黑色,硬度为35GPa,摩擦系数为 0.4~0.6,最高使用温度为800℃,可用于加工难加工材料、干切削和硬切削。伊斯卡的IC908、IC907、IC808、IC830、IC928、IC950采用了此涂层。      

  AlTiN呈黑色,硬度 38GPa,摩擦系数0.5~0.7,最高使用温度为900℃,性能优于TiAlN涂层。伊斯卡的IC900、IC903、IC810、IC910采用了此涂层。   

  (5)采用束魔涂层技术(SUMO-TEC)     

  束魔技术应用于化学涂层时,通过特别的过程控制,有效降低了CVD涂层表面的应力,减少了热裂纹,进而延长了刀具寿命。如IC8150,超硬基体表面的富钴层上采用中温化学气相涂层(MTCVD)技术,在TiCN 底层涂覆厚的Al2O3 涂层作为中间层,TiN作为顶层。TiCN可改善刀具耐磨性以防止崩刃,Al2O3则具有优异的耐高温、抗氧化性,TiN具有高硬度、耐磨损性。通过对刀片前刀面涂层后处理,引发表面压应力,有助于抑制裂纹的产生。涂层表面也更光滑,可减少与切屑的摩擦,降低切削热。     

  束魔技术应用于物理涂层时,通过处理沉积在刀片涂层表面的液滴,形成光滑的涂层表面,延长刀具寿命。     

  束魔涂层技术可使涂层表面更光滑,刀片涂层表面应力更低。这样使得切削区域温度更低,抗崩刃性及抗积屑瘤性更佳,结合相应的硬质合金基体,在加工绝大多数被加工材料时能获得更可靠持久的刀具寿命。     

  伊斯卡的研发方向始终直指“快速金属切削”。无论是FMR(快速金属切削),还是3P(高性能、高生产率、高收益),都追求高的金属去除率。通过对刀具材料的基础研究,伊斯卡着力全面提升各种规格刀片的切削性能,这也最终会给用户带来更高的收益。


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