用于高速高效加工的PVD超级ZX涂层

　　1．超级ZX涂层的特点

　　日本住友电工硬质合金公司应用先进的纳米技术和自主开发的PVD涂层技术，成功开发了用于切削刀具、由纳米级TiAlN和AlCrN超薄涂层交替排列（多达约千层）组合而成的厚涂层——PVD“超级ZX涂层”。与原有涂层（TiN和AlN的多层涂层）相比，这种新涂层提高了铝含量，并实现了性能最优化：涂层硬度提高了40％（从原有涂层的40GPa提高到56GPa）；由于涂层中新添加了铬（Cr），涂层的开始氧化温度提高了约200℃（从原有涂层的816℃提高到1029℃）。

　　根据涂层的形成机理，对涂覆工艺条件进行了优化调整，使涂层中的残余压应力从硬质合金基体向涂层外表面逐渐增大，成梯度分布。其结果是，不仅没有损害涂层的抗剥落性能，而且平均压应力比原有涂层增大了1.2GPa。由于纳米级涂层交替重叠的效果，抑制了表面裂纹的扩展，从而提高了涂层强度和耐磨性能，大幅提高了刀尖抗崩刃的可靠性，使刀具寿命达到原有涂层刀具的2倍以上。

　　2．超级ZX涂层的适用材料和加工实例

　　（1）用于铸铁铣削的超级ZX涂层ACK300

　　在铣削FCD450齿轮箱体的对比切削试验中（切削条件：V=200m/min，fz=0.12mm/z，d=2mm；干切削），用其他公司的涂层刀具加工350件后产生了大量涂层剥落，而用ACK300超级ZX涂层刀具加工400件后，刀片的损伤仍然非常轻微。

　　（2）加工钢/不锈钢用超级ZX涂层ACP200/ACP300

　　用ACP200涂层刀具铣削SCM435钢件时（切削条件：fz=0.3mm/z，d=2mm；干切削；刀具寿命标准：VB=0.2mm），由对比试验结果可知，在超过300m/min的高速铣削条件下，耐磨性能和抗氧化性能优异的ACP200超级ZX涂层刀具的寿命是原有涂层刀具的2倍以上，显示出超群的加工效果。用ACP300超级ZX涂层刀具加工发电机用螺栓端面（SUS316不锈钢）时（切削条件：V=63m/min，f=0.2mm/z，d=1.5mm；湿切削），其他公司的涂层刀具加工30件后因刀尖崩损而停止使用，而ACP300超级ZX涂层刀具能够加工70件，刀具寿命延长了1倍以上。

　　（3）车削小零件用超级ZX涂层AC530U

　　用AC530U超级ZX涂层刀具加工齿轮（材料为粉末烧结合金）的齿沟时（切削条件：V=100m/min，f=0.05mm/r，d=8.2mm），原有刀具加工60件后，因刀尖磨损过大而停止使用；而AC530U涂层刀具耐磨性能优异，加工90件后磨损很小，最终加工数达到120件，刀具寿命延长了1倍。

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