刀具涂层技术的新进展

晨怡热管 2008-4-9 23:50:59

简介：在德国举行的2002年Metav(制造技术和自动化国际展览会)上展出的涂层新产品、新技术，反映了当前涂层技术的新进展，现将有关内容介绍给读者。 Balzers公司的“Balinit X. Ceed”涂层 Balzers公司展出的“Balinit X. Ceed”高性能涂层与该公司已有的“Balinit X. Treme” 涂层相比较，虽然其硬度略低于“Balinit X. T

Balzers公司的“Balinit X. Ceed”涂层

Balzers公司展出的“Balinit X.

Ceed”高性能涂层与该公司已有的“Balinit X. Treme” 涂层相比较，虽然其硬度略低于“Balinit X. Treme”涂层，但却特别适合对超级合金(Inc onel、Marval等)的粗、精铣加工，实现了涂层的硬度、热稳定和摩擦特性三者之间的最佳搭配，可在非常恶劣的加工条件下(刀刃温度高达900℃)使用。该公司称，一些来自飞机、电力、医疗器械等工业的参观人士对涂有这种蓝-紫色涂层的铣刀产生了浓厚的兴趣。?

CemeCon公司的超级氮化钛涂层R2C3

CemeCon公司称，该公司展出的新一代涂层材料即“超级氮化钛”是世界上最新的涂层材料。这种新涂层的特点是，在现有的氮化物涂层优良的机械性能上再添加很高的耐氧化能力，它比现有的氮化物类涂层更硬、更细密，是一种用于干式切削、硬切削的理想涂层。

该涂层是一种氮铝钛涂层，其铝的含量很高，使涂层后的刀具表面形成了绝缘层，不导电。据该公司称，用通常的涂层工艺不能生成这种涂层，只有用CemeCon公司专门开发的“H.I .P”(High Ionization Pulsing)涂层工艺才能生成。并声称，采用“H.I.P”工艺可以沉积几乎任意组合的成分。?

该公司董事会主席Zeyendecker先生强调，超级氮化钛涂层具有极好的化学—机械性能，所以涂有这种涂层的刀具产品具有很好的加工性能，可实现用一种涂层牌号满足不同的加工要求。

图1 超级氮化钛(R2C3)涂层与常规TiAlN涂层刀具寿命的比较
图2 金刚石涂层铣刀	图3 三菱公司的 MB8025 CBN刀片

图1所示为超级氮化钛涂层和常规的TiAlN涂层刀具寿命的比较(用f10mm的铣刀干切X155CrMoV12淬硬合金钢，切削温度很高)。从图中可看出，超级氮化钛涂层的后隙面磨损宽度Vb值比常规的TiAlN涂层要小30～50%。

纳米晶粒金刚石涂层

在本届展览会上，CemeCon公司还展出了一种纳米晶粒的光滑金刚石涂层，使用结果表明，该涂层不仅可加工碳素纤维强化的合成材料，而且更适合加工玻璃纤维强化的铝材料。一些刀具制造厂商已将这种涂层用于铣刀上。Emuge Franken公司的整体硬质合金立铣刀就是在CemeCon公司生产的设备上涂覆这种金刚石涂层(见图2)。

Franken公司的切削部销售经理Kurt Graf先生指出，金刚石涂层硬质合金铣刀已在两个应用领域销售，其涂层不相同。一个应用领域是模具工业的石墨电极加工，与原来的TiAlN涂层比较，有明显的优越性；另一个应用领域是加工铝合金。这种纳米晶粒的光滑金刚石涂层的厚度取决于是用于粗加工还是精加工，用于粗加工时，其金刚石涂层厚度为17祄;用于精加工时，金刚石涂层厚度为12祄。这种新的金刚石涂层在上述应用场合效果极佳，甚至刀具可不再重磨，其涂层基本上不会磨损，而刀具的失效是由基体的疲劳超出极限所致。?

对CBN粉料的涂层

日本三菱综合材料公司展出的牌号为MB8025的CBN刀片(见图3)，其硬度和韧性都比现有的牌号高。制造这种CNB刀片的粉料表面预先涂了一层反应层，使粉料在合成刀片时与粘结相形成全面的均质的结合，这种工艺称为“粒子活化烧结法”(Particle Activated Sinterin g Method)”，通过预先附加的化学过程，然后再烧结合成，改善了刀片的硬度和断裂韧性新的工艺、细的粉料和高精度的刀刃制备，使刀片有很高的可靠性。在加工表面质量、尺寸稳定性和刀具寿命等诸多方面都显示出优良的性能。该公司推出这种刀片的目的是，能使用户使用的刀具品种明显减少。

Iscar公司的CBN涂层刀片

Iscar公司的Werthein博士指出：众所周知，聚晶金刚石(PCD)不适合加工黑色金属，CBN不适合加工软材料。而Iscar公司推出的CBN涂层刀片能够铣削硬度只有30～45HRC的材料，这在以前是不可能的。另外用聚晶金刚石(PCD)刀具不仅可加工铝合金，而且还可用于铸铣和钛合金的精加工，这主要是通过对PCD刀片的涂层来实现。这种刀片的涂层对温度不十分敏感，所以只要在加工时施加足够的冷却液，就不会因温度太高使刀片基体产生反应而损坏，从而保护了刀片刃口，扩大了加工范围。

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