选择刀具涂层以提高加工中的刀具寿命

杰克·莱 CNC加工专家

专长于 CNC铣削, CNC车削, 3D打印, 聚氨酯铸造, 和 钣金加工 服务。


分享这篇文章的目的是讨论选择工具涂层以提高其使用寿命 数控加工.主要回答四个问题:什么是刀具表面涂层技术,刀具涂层有什么好处,刀具涂层有哪些不同的特点,以及广泛使用的刀具涂层有哪些。因此,让我们毫不拖延地继续回答他们的问题。

什么是工具表面涂层技术?

刀具涂层技术与刀具的表面改性有关,可以在进行加工的同时提高其强度和工作量。高速切削刀具出现后,刀具涂层技术的主流化出现了热潮。同时,刀具涂层被认为是高速刀具制造业最关键的部分之一。

通常,切削工具的表面涂有薄膜,通常使用物理和化学方法完成。涂层使切削刀具能够在加工时发挥最佳性能。以下是工具的一些特点 表面涂层技术:

  • 工具上的涂层在不影响其强度的情况下显着提高了其硬度。目前,可达到的硬度已达到100GPa的数量。
  • 随着涂层技术的不断发展,刀具涂层的高温抗氧化性和化学稳定性变得更好,并提供最佳性能。
  • 润滑膜具有出色的固相润滑性,可提高加工质量。
  • 在进行加工时,工具上的涂层不会影响精度。

工具涂层有什么好处?

以下是工具涂层最值得注意的好处:

  • 工具的使用寿命变得更好。
  • 切割效率得到提高。
  • 工具涂层提供更好的表面质量。
  • 它降低了成本和加工时对冷却液的需求。

然而,每种工具涂层都可以根据它们的使用和选择产生极好的好处和损害。因此,在选择工具涂层时必须牢记工作的性质。

什么是广泛使用的工具涂层?

以下是一些广泛使用的涂料:

  1. 金刚石涂层

对于有色金属材料,CVD(化学气相沉积)金刚石涂层是理想的选择。此外,它是金属基复合材料(MMC)、高硅铝合金、加工石墨等研磨材料的理想涂层。请记住,纯金刚石涂层刀具不用于切割钢材,因为会产生大量热量,化学反应可能会损坏加工操作。

  1. 氮化钛涂层 (TiN)

氮化钛是一种 PVD(物理气相沉积)涂层,用于提高工具的硬度和氧化温度。适用于硬质合金和高速切削刀具。

  1. 氮化铬涂层 (CrN)

氮化铬涂层仍然是容易产生积屑瘤的首要考虑因素。它几乎是隐形的,提供针对硬质合金工具、高速钢工具和成型工具的服务。

  1. 氮碳化钛涂层 (TiCN)

为了提高刀具的润滑性和硬度,TiCN 中添加了碳成分。这种涂层提供了对高速切削工具的最佳性能。

  1. 氮化铝涂层或氮化铝钛 (AITiN/TiAIN)

该涂层可用于硬质合金刀具和用于半干切削的刀具。它们的性能取决于添加的钛的比例。

工具涂层的不同特点是什么?

让我们讨论一下刀具涂层的不同特性:

  1. 氧化温度

氧化温度被提及为工具涂层开始分离的温度。氧化值越大,涂层越好。鉴于此,TiAIN 提供了最高的氧化温度,因为氧化铝层在工具和芯片之间形成。这就是热量传递到工件或芯片的方式。

  1. 硬度

硬度在工具的长寿命中也起着至关重要的作用。如果进行比较,TiCN 涂层的硬度高于 TiN 涂层,这就是为什么 TiCN 被广泛用于硬度目的的原因。由于TiCN中的碳含量增加,硬度变得更高,最高可达33%,范围保持在3000-4000(HV)之间。

由于表面硬度高达 9000 (HV),CVD 涂层是比 PVD 涂层刀具更好的选择,可将使用寿命提高 10-20 倍。

  1. 耐磨性

涂层抵抗磨损的能力称为耐磨性。由于某些工具本身硬度不足以维持加工操作,因此它们涂有合适的材料。

  1. 表面润滑性

高摩擦系数通常会加热工具和工件,从而对工艺效率产生不利影响。尽管如此,光滑或有纹理的规则涂层表面可以减少过程中的热量,因为现在可以避免摩擦损失。同时,由于没有摩擦,涂层工具还可以帮助提高切削速度。

  1. 附着力

涂层在很大程度上避免了工具真实表面与工件之间的相互作用,提高了表面光洁度并防止工件沉积在工具上。这种防粘特性可以避免对冷却液和外部润滑的需求,而不会影响加工质量。

最后的话

需要考虑许多因素才能获得经济高效的涂层应用,包括切削深度、速度、热量、磨损、摩擦等。此外,正确选择刀具涂层及其性能可以显着提高加工过程的整体效率和性能。

最后,选择合适的刀具涂层以改善加工工艺刀具的最佳方法是试切削。