| 刀具创新对提高金属切削效率的作用与影响（1） |
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| 日期：2007-8-19 19:41:19 人气：59 [大 中 小] |
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（4）固体润滑涂层
考虑到对切削液安全处理的环境保护方面的要求，迫使切削工具的用户把冷却液的使用减到最少甚至完全不用切削液（采用干切削）。切削工具制造商则通过应用固体润滑涂层（如MoS2和WC/C）来满足这种需要。当与硬涂层底层（如PVD TiAlN）结合时，固体润滑涂层可使硬质合金刀具在钢件、铝合金件上钻孔、攻丝时的金属切削性能得以提升。
3.2 超细颗粒硬质合金
具有硬度（抗磨损性）与强度（抗弯强度）完美结合的超细颗粒硬质合金（粒度小于0.5μm）目前正应用于制造木工刀具、印刷电路板刀具及立铣刀等领域。预计它们的使用将在未来得以增长，尤其是在铝合金和铸铁发动机缸体的铣削方面。
3.3 带梯度功能基体的涂层硬质合金
第一款具有梯度功能基体的CVD TiC-TiCN-TiN涂层的工程化硬质合金开发于1982年。与刀片原坯相比，其刀片表面含有更多的钴。在这种第一代高钴工具中，不仅边缘的钴含量高（约为体积内的3倍），而且钴是以多层的形式出现，这在断续切削的过程中会有效地阻止裂纹的扩展，因此可以防止刀片碎裂。在为满足更高速度的加工需要所开发的第二代高钴工具中，刀片边缘不仅钴含量更高，同时也避免了碳化物的“立方化”。这两个因素都使刀片边缘的强度得到提高。
3.4 表面处理
涂层硬质合金刀具的性能不仅依赖于材料成分、显微结构、基体特性及涂层，也依赖于基体与涂层间的内部结合强度。近年来，在该领域的研究已取得了显著的进展，其中包括在涂层之前对硬质合金基体的表面用磨料进行处理，以改善表面的完整性和平滑度，从而增加涂层的结合强度。
涂层硬质合金刀具表现出的主要问题之一，是在某些加工应用中涂层“分层”的敏感性会导致切削刃的微小崩刃以及积屑瘤的堆积，从而降低零件加工的光洁度并导致刀具早期失效。通过涂层后的处理，这个问题现在已经在很大程度上得到了解决，通过涂层后的处理去掉了上部的TiN层，露出在切削刃处的氧化铝层。
3.5 金属陶瓷
尽管TiC-Ni合金作为金属陶瓷家族的第一个切削工具，早在上世纪30年代初就进入了商业应用，但也无法与天生就更强的WC-Co基刀具相抗衡。上世纪60年代钼的增加、80年代TiCN对TiC的取代以及90年代TaC、NbC、ZrC、HfC、WC、VC、Cr3C2以及Co的增加，开发了抗磨损性能、抗热冲击力以及强度不同组合的金属陶瓷，使得金属陶瓷刀具可以适合各类不同的需要，如对碳钢、合金钢、不锈钢、球墨铸铁、高温合金、易切削铝以及其它非铁合金的半精加工和精加工。虽然金属陶瓷原本具有很高的化学稳定性，但为了提高它的韧性而增加镍、钴结合剂的含量已使它具有一定的化学反应性，以涂覆加工黑色金属所需的硬涂层。然而，CVD涂层过程中的高温有可能产生含有镍和钛的脆性的金属间化合物，因此，金属陶瓷刀具都采用PVD涂层。（未完待续） |
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| 出处：本站原创 作者：佚名 | |
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