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中迈德浅析涂层前和涂层后处理对生产率的影响

发布时间:2019-07-27

来源:http://www.zmdtckj.com/

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在现代切削加工中,刀具要承受高压(>2GPa)、高温和不断循环的热应力。在刀具涂层之前和涂层以后,必须对其进行相应的工艺处理。无锡中迈德涂层科技有限公司总结涂层前后对生产率的影响。

在刀具涂层之前,可采用各种预处理方法使刀具为随后的涂层工艺做好准备,同时显著提高涂层的附着力。通过与涂层的共同作用,对刀具切削刃的制备也能提高切削速度和进给率,并延长刀具的使用寿命。


涂层后处理(刃口制备、表面处理和结构化处理)对刀具的优化也起着决定性作用,尤其可以防止通过形成积屑瘤(工件材料粘结到刀具切削刃上)而可能造成的早期磨损。



图4 PVD涂层炉内部一瞥



涂层考虑因素与选择


对涂层性能的要求可能迥然不同。在切削时刃口温度很高的加工条件下,涂层的耐热磨损性能就变得极其重要。人们期望,现代涂层还应具有以下特性:优异的高温性能、抗氧化性能、高硬度(即使在高温条件下),以及通过纳米结构层设计而具有的微观韧性(塑性)。


对高效刀具而言,优化的涂层粘附性和合理分布的残余应力是两个决定性因素。首先,需要考虑基体材料与涂层材料的相互作用。其次,涂层材料与被加工材料之间应具有尽可能小的亲和性。通过采用适当的刀具几何形状和对涂层进行抛光的方式,可以显著降低涂层与工件发生粘结的可能性。

铝基涂层(如AlTiN)是切削加工行业常用的刀具涂层。在切削高温作用下,这些铝基涂层可以形成薄而致密的氧化铝层,而氧化铝层在加工中可以不断自我更新,并保护涂层和其下的基体材料不被氧化侵蚀。

通过改变铝含量和涂层结构,可以调整涂层的硬度和抗氧化性能。例如,通过增加铝含量,采用纳米结构或微合金化(即与低含量元素合金化),就可以改善涂层的抗氧化性能。

除了涂层材料的化学成分以外,涂层结构的变化也会显著改变涂层的性能。不同的刀具性能取决于涂层微观结构中各种元素的分布状况。

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