金刚石的类比
“我们可以用另外一个类比,我们都知道金刚石是人类已知最坚硬的材料,从某个结晶方向可以被相对容易地劈开,” Don Graham 继续道,“金刚石可以非常好地抵抗任何形式的破损或磨损。通过仔细地调整镀层的循环,山高的研发团队已经知道如何控制这些镀层的晶体结构,以提高韧性和耐磨性。这个就是我们已经命名的‘Duratomic’工艺,即希望它能反映出我们通过原子级的工艺来控制镀层使其更耐用的想法。通过把另一种结晶方向引入切削,我们提高了产品的韧性和耐磨性。
产品经理 Roger Granström 补充道:“山高研发团队所做的是从化学上改变氧化铝 (AL2O3) 层的晶体结构,以创造出一种能提供更长的刀具寿命并提高切削能力的镀层。我们相信这将会完全改变未来材质等级研发的性能预期。用 Duratomic 技术开发镀层可以与任意不同的基体相结合,创造出新一代的有巅峰性能且应用广泛的材料等级。”
传统氧化铝镀层的硬度约为27.5(GPa)。Duratomic 的硬度大约是 30.5(GPa),提高了 10%-15%。硬度的提高将直接转换为耐磨性的增加,因此,也提高了刀具寿命。在一个
典型的应用中,镀层的工作温度也由915 摄氏度下降到 880 摄氏度,足以大大提高抗月牙洼磨损性能。该材质等级表现为黑色是由于把氧化铝粘合到位于其下的碳氮化钛层的粘合剂所造成的。 Ti(C,N) 是非常坚硬且耐磨的。在它的下面是一个崭新的基体,它被认为是这一镀层的理想搭档,而且也以富钴区为特色,它意味着钴由这一结构的芯部转移到表面。
毫无疑问的是,山高提高了这一材质等级的韧性。用一个 4.25’’ 直径的厚型管,沿其长度方向钻有许多 4’’深、直径 1/4’’ 的孔,然后端面车削贯穿孔系时产生剧烈的断续切削。切削工况为:52100 钢、650 sfpm(表面英尺每分钟)、0.016 ipr (英寸每转)、0.04’’ 的切削深度,并且使用冷却液。
看这张大照片:它是 Duratomic 镀层横截面的电子显微镜扫描照片。镀层由 alpha 相氧化铝和碳氮化钛组成。这个 alpha 相氧化铝由柱状晶体组成,其晶面方向能获得最优的耐磨性。
出色的效果
刀具寿命是通过观察并计数在切削刃显著磨损出现之前其加工的行程数得出。山高测试了一系列不同的有竞争性的 P25 材质等级,包括TP200 和以 Duratomic 镀层为特征的第一种材质等级 TP2500。有竞争性的 P25 材质等级在切削刃显著磨损出现之前完成了近 70 件。 TP200 (请牢记这是一种优异的材质等级)在切削刃显著磨损前完成了 90 件。令人难忘的是, TP2500 在切削刃显著磨损前完成了 130 件。
TP2500 提供了一个空前水准的耐磨性和韧性,在 ISO P 类应用中超额完成任务且较其它材质等级更耐久。 TP2500 还可以优化不锈钢车削和铸铁的应用,有效地加工 M20和 K30 类的应用。 Don Graham说:“总的来说, TP2500 的镀层展示了韧性的提高、出色的耐热和耐磨性,并且减少了积屑瘤。现场试验已经表明 TP2500 将生产率提高了 100% ,同时也将刀具的使用寿命提高了400%。”
TP2500 不仅只是另一种全新的车削材质等级,还预示着下一代以Duratomic 技术生产的硬质合金刀片将为金属切削性能的发展做出巨大的贡献,它将超越市场上现有的所有产品的能力。
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