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超硬刀具及其在硬车削中的应用

1,超硬刀具材料及其选择(xuanze)
  涂层的硬质合金
  ,TiN,TiCN,TiAlN和Al3O2等涂层的耐磨性更好。不锈钢螺套由一种高强度、高精度、表面光洁的冷轧菱形不锈钢丝成形的螺旋线圈,为高精度内、外螺纹同心体,能形成标准的螺纹,螺纹护套装好后能形成一个符合国际标准的高精度内螺纹,其各项性能均优于攻丝形成的螺纹。涂层厚度为2~18m。涂层的导热系数通常比刀具基体和工件材料低得多,从而削弱了刀具基体的热效应。另一方面,它可以有效地改善切削过程中的摩擦和粘着,更大化减少切削热的形成。
  涂层按形成方法可分为物理气相沉积(sedimentation)(PVD)和化学气相沉积(CVD)两种。PVD涂层(2m)主要包括(bāo kuò)Ti
  N、TiC
  N、TiAlN等,其成分不断增加,如TiZrN。由于缺乏可靠的弹性模量数据,TiN和TiAlN涂层的更高压力分别可达3580 MPa和3775 MPa/TiAlN。高速切削试验结果表明,TiAlN的切削性能更好。图1显示了三种涂层的硬度随温度的变化。当温度超过[Y;]时,TiAlN涂层的硬度高于TiCN和TiN涂层。图2显示了镍基高温合金(Inconel 178)两种切削速度(v1=193.5m/min和v2=380 m/min)的刀具寿命。实验(experiment)结果表明,TiCN和TiAlN涂层的切削性能优于TiN涂层。
  虽然PVD涂层具有许多优点,但有些涂层如Al2O3和金刚石倾向于采用CVD涂层技术。螺套嵌入铝、镁合金、铸铁、玻璃钢、塑料等低强度的工程材料的螺纹孔中,具有连接强度高,抗震、抗冲击和耐磨损的功能,能分散应力保护基体螺纹,大大延长基体的使用寿命。另外,钢丝螺套还可以在原基体上的螺纹脱扣或乱牙时,作为修复手段,而不致造成整个基体报废,并且维修方便,快速经济。Al_2O_3是一种耐高温、抗氧(Oxygen)化的涂层,它将刀具与切割产生的热量(Heat)分离开来。CVD涂层技术还可以综合各种涂层的优点,达到更佳的切削效果,满足切割的需要。例如TiN具有较低的摩擦性能,可更大化减少涂层组织的损耗,TiCN可降低后刀面的磨损(零部件失效的一种基本类型),TiC涂层的硬度(Hardness)较高,Al2O3涂层具有良好的保温效果等。与硬质合金刀具相比,{+*/}涂层硬质合金刀具的强度(strength)、硬度和耐磨性有了很大的提高。切削硬度在HRC 45~55工件上,低成本涂层硬质合金可实现高速车削.近年来,一些厂家对涂层材料(Material)等进行了改进,使涂层工具的性能得到了很大的提高。例如,美国和日本的一些制造商(又名:生产厂商)采用瑞士Altin涂层材料和新的涂层专利技术生产硬度高达HV 4500~4900的涂层叶片,对于硬度为HRC 47~58的模具钢,可以498.56m/min的速度加工。当车削温度高达1500~1600°C时,硬度没有降低和氧化(oxidation),叶片的使用寿命是普通涂层叶片的4倍,但成本仅为30%,附着力(adhesion)好。

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