硬質合金刀具材料在模具加工中的性能
瑞典山特維克公司的新型gc1030硬質合號是開發(fā)的tialn超多層涂層硬質合金刀具材料，它在模具材料的加工中，發(fā)揮出了提高加工效率、延長刀具壽命的性能。
（1）模具材料變化帶來的問題
近年來，隨著模具材料的性能不斷提高，模具的壽命不斷延長，但同時模具材料的可加工性（切削和磨削）也越來越差。近年來，模具的加工方法發(fā)生了很大變化，正從機械加工→淬火→精加工的傳統(tǒng)加工方式向直接切削加工淬硬材料的方式轉變，從而減少了加工工序，降低了加工成本。對于skd61等淬硬材料，直接切削加工不會出現(xiàn)太大問題；但對于近年來新開發(fā)的跨世紀的新型模具材料，則既無法提高切削條件，也難以保證刀具壽命。這是一個不能忽視的大問題。
（2）可切削性惡化的原因
當前，對應于各種不同的使用目的，對模具材料的性能進行了*化，其共同追求的性能特點是高硬度、高韌性、高耐蝕性、已加工表面光潔美觀、質量優(yōu)良等。為了滿足這些特性要求，需要采取添加各種合金元素、控制材料結晶組織、清除雜質等措施。但是，從切削刀具的角度來看待這些性能改進，就會發(fā)現(xiàn)它給刀具帶來了比切削抗力上升、因粘結導致刀尖損壞的危險性增大、易切削成分減少等難題。為了解決這些問題，就必須開發(fā)耐熱性、抗粘結性等切削性能優(yōu)異的刀具材料。
（3）開發(fā)新型刀具材料的必要性
為了解決上述問題，山特維克公司開發(fā)了銑削模具用涂層硬質合金材料。在銑削一般硬度材料時，可采用具有較高的耐熱性、耐磨性、化學穩(wěn)定性的涂層硬質合金刀具。而在銑削skd61淬硬鋼時，使用以k類（gc3040）硬質合金作為基體、涂有m2o3涂層的刀具是的選擇。但是，這些刀具對于跨世紀的新型模具材料并不適用。用cvd法涂覆的涂層硬質合金刀具不能保持鋒利的切削刃，在涂層內部殘留有拉應力，在銑削粘而硬的模具材料時，在切削刃的涂層上容易產生微崩刃，并會逐步擴展為較大崩刃。
用2種pvd涂層刀具材料和3種cvd涂層刀具材料做了銑削dac55（硬度hrc47）模具材料的刀具壽命對比試驗。3種cvd涂層材料是在不同基體材料表面涂覆不同厚度的tin-al2o3-ticn三元涂層材料；2種pvd涂層材料是在不同基體材料上涂覆含al比例不同的tialn涂層。觀察切屑厚度與刀具壽命的關系，可以看出，pvd-tialn涂層材料排在第1和第2位，尤其是含al量多的pvd-tialn涂層材料的切削壽命優(yōu)于其他四種材料。tialn涂層之所以能獲得高耐熱性，是由于在涂覆過程中，al與空氣中的氧反應生成氧化鋁的結果。但是，由于pvd涂層與基體的結合強度有一定限度，因此對于粘性材料的加工就不大適應。在切削dac55工件材料（hrc47）的加工實例中（試驗刀具：r210-063q22-14m；切削速度：vc=50m/min；刀齒數(shù)：z=1；軸向切削余量：ap=1mm；徑向切削余量：ae=1mm；順銑；干切削；刀具壽命判斷標準：vb=0.2mm），zui長的刀具壽命也只有25分鐘。因此，需要開發(fā)高性能的新型涂層材料。
（4）超多層涂層的開發(fā)
山特維克公司幾年前就開始關注超多涂層的作用，推進車削刀片、整體硬質合金立銑刀用超多涂層的研究開發(fā)及商品化，為提高生產效率和刀具壽命做出了重大貢獻。所謂超多涂層，是將數(shù)微米厚的pvd或cvd涂層交替組合重疊涂覆的涂層構造，其優(yōu)點是涂層內部產生的微裂紋將在中途停止擴展，從而降低涂層脫落的可能性。而對于單層涂層來說，當涂層裂紋擴展到基體表面時，此處就成為涂層剝離的起點。因此可以說，不容易發(fā)生此類情況的涂層就是涂層。
gc1030涂層牌號在4μm厚的pvd涂層內為多達數(shù)千層的超多層涂層構造，構成涂層的元素有鈦（ti）、鋁（al）和氮（n）。從涂層的整體結構來看，是一種超多層的tialn涂層；從微觀結構上看，是通過改變各層ti和al的配比并交替重疊組合而成的超多層tialn涂層，其結果是形成了具有高耐熱性的含al成分高的涂層和高韌性涂層交替重疊的涂層構造。從整體上構成了的高耐熱性和抗剝離性兼?zhèn)涞膖ialn涂層材料。
（5）性能對比
用山特維克公司原有的tialn涂層刀片與gc1030超多層tialn涂層刀片進行了切削dac3工件材料（hrc41）的性能對比試驗（切削速度：vc=90m/min；每齒進給量：fz=0.15mm/齒；刀齒數(shù)：z=1；軸向切削余量：ap=2mm；徑向切削余量：ae=20mm；順銑；干切削）。原有tialn涂層中含al成分較多，是一種具有高耐熱性的刀片。比較兩種刀片試驗后的切削刃可知，gc1030牌號tialn涂層刀片不僅加工時間長，且切削刃磨損很小，是一種性能優(yōu)異的超多層構造的tialn涂層材料。
gc1030涂層與其他公司含al成分多的tialn涂層的切削對比試驗（試件材料仍為dac3，切削速度：vc=90m/min；每齒進給量：fz=0.13mm/齒；刀齒數(shù)：z=1；軸向切削余量：ap=3mm；徑向切削余量：ae=3mm；順銑；干切削）結果表明，其他公司的tialn刀具加工20分鐘后局部磨損很大，這是由于涂層（或涂層與基體的一部分）和積屑瘤剝離造成的。與此相反，gc1030超多層tialn涂層刀具加工時間超過50分鐘時仍未發(fā)現(xiàn)大的崩刃。由此可見，gc1030涂層可放心應用于如淬過火的dac3那樣粘而硬的材料加工。此外，gc1030涂層材料在各種鈦合金加工中也優(yōu)于原有tialn涂層材料，可獲得很好的效果。雖然其因果關系的科學機理尚不清楚，但可以確定，超多層構造涂層對切削性能具有良好的正面影響，不僅適用于粘而硬的模具材料加工，對于飛機構件、醫(yī)療產品等的加工也是一種不錯的刀具材料。
山特維克公司將把gc1030超多層tialn涂層材料用于pvd涂層硬質合金銑削刀具。2006年春季應用于所有的可樂滿銑刀，到秋季應用于可樂滿245端面銑刀的新型切削刃刀片、可樂滿2*進給銑刀的正前角斷屑槽刀片和可樂滿300低切削抗力圓刀片機夾銑刀的磨削級正前角刀片等，使gc1030型超多層tialn涂層材料逐步擴大應用范圍，并占據(jù)主導地位。
BURKERT常開電磁閥6014型
改性EVA顆粒塑料造粒機
全自動凍融試驗機安裝和使用
磁學計量測試儀器-自動矯頑磁力計
飼料攪拌機常見的轉動方式有哪些？
硬質合金刀具材料在模具加工中的性能
工業(yè)高速相機能夠以每秒數(shù)幀甚至數(shù)百幀的速度捕捉圖像
LJM30T-10J/KS防水接近開關工作原理
油氈不透水儀結構及操作步驟
電子可調式扭力扳手,工地建筑用的電子可調式高精度扭力扳手
瓶蓋包裝機械設備特點以及結構組成
管道清砂高壓清洗機助力城市下水管道的*清潔
數(shù)字雙鉗相位伏安表其它技術特性
又一機構被處罰，原來醫(yī)療廢水處理竟然有這么多講究
齒輪泵的內部結構
燃氣調壓器的技術參數(shù)及主要特點
德國倍加福P+F旋轉編碼器注意事項
國內通用機械產品節(jié)能現(xiàn)狀和目標
廠家介紹如何購買封箱機!
采暖供熱發(fā)熱地席
（1）模具材料變化帶來的問題
近年來，隨著模具材料的性能不斷提高，模具的壽命不斷延長，但同時模具材料的可加工性（切削和磨削）也越來越差。近年來，模具的加工方法發(fā)生了很大變化，正從機械加工→淬火→精加工的傳統(tǒng)加工方式向直接切削加工淬硬材料的方式轉變，從而減少了加工工序，降低了加工成本。對于skd61等淬硬材料，直接切削加工不會出現(xiàn)太大問題；但對于近年來新開發(fā)的跨世紀的新型模具材料，則既無法提高切削條件，也難以保證刀具壽命。這是一個不能忽視的大問題。
（2）可切削性惡化的原因
當前，對應于各種不同的使用目的，對模具材料的性能進行了*化，其共同追求的性能特點是高硬度、高韌性、高耐蝕性、已加工表面光潔美觀、質量優(yōu)良等。為了滿足這些特性要求，需要采取添加各種合金元素、控制材料結晶組織、清除雜質等措施。但是，從切削刀具的角度來看待這些性能改進，就會發(fā)現(xiàn)它給刀具帶來了比切削抗力上升、因粘結導致刀尖損壞的危險性增大、易切削成分減少等難題。為了解決這些問題，就必須開發(fā)耐熱性、抗粘結性等切削性能優(yōu)異的刀具材料。
（3）開發(fā)新型刀具材料的必要性
為了解決上述問題，山特維克公司開發(fā)了銑削模具用涂層硬質合金材料。在銑削一般硬度材料時，可采用具有較高的耐熱性、耐磨性、化學穩(wěn)定性的涂層硬質合金刀具。而在銑削skd61淬硬鋼時，使用以k類（gc3040）硬質合金作為基體、涂有m2o3涂層的刀具是的選擇。但是，這些刀具對于跨世紀的新型模具材料并不適用。用cvd法涂覆的涂層硬質合金刀具不能保持鋒利的切削刃，在涂層內部殘留有拉應力，在銑削粘而硬的模具材料時，在切削刃的涂層上容易產生微崩刃，并會逐步擴展為較大崩刃。
用2種pvd涂層刀具材料和3種cvd涂層刀具材料做了銑削dac55（硬度hrc47）模具材料的刀具壽命對比試驗。3種cvd涂層材料是在不同基體材料表面涂覆不同厚度的tin-al2o3-ticn三元涂層材料；2種pvd涂層材料是在不同基體材料上涂覆含al比例不同的tialn涂層。觀察切屑厚度與刀具壽命的關系，可以看出，pvd-tialn涂層材料排在第1和第2位，尤其是含al量多的pvd-tialn涂層材料的切削壽命優(yōu)于其他四種材料。tialn涂層之所以能獲得高耐熱性，是由于在涂覆過程中，al與空氣中的氧反應生成氧化鋁的結果。但是，由于pvd涂層與基體的結合強度有一定限度，因此對于粘性材料的加工就不大適應。在切削dac55工件材料（hrc47）的加工實例中（試驗刀具：r210-063q22-14m；切削速度：vc=50m/min；刀齒數(shù)：z=1；軸向切削余量：ap=1mm；徑向切削余量：ae=1mm；順銑；干切削；刀具壽命判斷標準：vb=0.2mm），zui長的刀具壽命也只有25分鐘。因此，需要開發(fā)高性能的新型涂層材料。
（4）超多層涂層的開發(fā)
山特維克公司幾年前就開始關注超多涂層的作用，推進車削刀片、整體硬質合金立銑刀用超多涂層的研究開發(fā)及商品化，為提高生產效率和刀具壽命做出了重大貢獻。所謂超多涂層，是將數(shù)微米厚的pvd或cvd涂層交替組合重疊涂覆的涂層構造，其優(yōu)點是涂層內部產生的微裂紋將在中途停止擴展，從而降低涂層脫落的可能性。而對于單層涂層來說，當涂層裂紋擴展到基體表面時，此處就成為涂層剝離的起點。因此可以說，不容易發(fā)生此類情況的涂層就是涂層。
gc1030涂層牌號在4μm厚的pvd涂層內為多達數(shù)千層的超多層涂層構造，構成涂層的元素有鈦（ti）、鋁（al）和氮（n）。從涂層的整體結構來看，是一種超多層的tialn涂層；從微觀結構上看，是通過改變各層ti和al的配比并交替重疊組合而成的超多層tialn涂層，其結果是形成了具有高耐熱性的含al成分高的涂層和高韌性涂層交替重疊的涂層構造。從整體上構成了的高耐熱性和抗剝離性兼?zhèn)涞膖ialn涂層材料。
（5）性能對比
用山特維克公司原有的tialn涂層刀片與gc1030超多層tialn涂層刀片進行了切削dac3工件材料（hrc41）的性能對比試驗（切削速度：vc=90m/min；每齒進給量：fz=0.15mm/齒；刀齒數(shù)：z=1；軸向切削余量：ap=2mm；徑向切削余量：ae=20mm；順銑；干切削）。原有tialn涂層中含al成分較多，是一種具有高耐熱性的刀片。比較兩種刀片試驗后的切削刃可知，gc1030牌號tialn涂層刀片不僅加工時間長，且切削刃磨損很小，是一種性能優(yōu)異的超多層構造的tialn涂層材料。
gc1030涂層與其他公司含al成分多的tialn涂層的切削對比試驗（試件材料仍為dac3，切削速度：vc=90m/min；每齒進給量：fz=0.13mm/齒；刀齒數(shù)：z=1；軸向切削余量：ap=3mm；徑向切削余量：ae=3mm；順銑；干切削）結果表明，其他公司的tialn刀具加工20分鐘后局部磨損很大，這是由于涂層（或涂層與基體的一部分）和積屑瘤剝離造成的。與此相反，gc1030超多層tialn涂層刀具加工時間超過50分鐘時仍未發(fā)現(xiàn)大的崩刃。由此可見，gc1030涂層可放心應用于如淬過火的dac3那樣粘而硬的材料加工。此外，gc1030涂層材料在各種鈦合金加工中也優(yōu)于原有tialn涂層材料，可獲得很好的效果。雖然其因果關系的科學機理尚不清楚，但可以確定，超多層構造涂層對切削性能具有良好的正面影響，不僅適用于粘而硬的模具材料加工，對于飛機構件、醫(yī)療產品等的加工也是一種不錯的刀具材料。
山特維克公司將把gc1030超多層tialn涂層材料用于pvd涂層硬質合金銑削刀具。2006年春季應用于所有的可樂滿銑刀，到秋季應用于可樂滿245端面銑刀的新型切削刃刀片、可樂滿2*進給銑刀的正前角斷屑槽刀片和可樂滿300低切削抗力圓刀片機夾銑刀的磨削級正前角刀片等，使gc1030型超多層tialn涂層材料逐步擴大應用范圍，并占據(jù)主導地位。
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