加工模具的涂层刀具

探索延长发刀具寿命的析材料和涂层技术，是一个长期过程，本文给出了涂层刀具的应用，特性及加工实例，很有参考价值。     

涂层刀具发展动向

涂层刀具是有效地解决了刀具材料的硬度和耐磨性愈高而强度和韧性愈低的矛盾，被誉为刀具发展中外的一次“革命”。本文介绍了近几年来涂层刀具的发展动向．     

立方氮化硼刀具的现状与发展

立方氮化硼刀具的现状与发展丁维军，张弘韬，李享德，刘全贤大连理工大学一、概述刀具材料是决定切削加工生产率最重要的因素。每一次新刀具材料的出现，都使机械加工的能力和水平向前迈进一步，近年来，国内外刀具材料的发展都很快，涂层高速钢、涂层硬质合金、陶瓷、立...     

CVD金刚石薄膜刀具加工SiCp/Al的切]削磨损研究

采用金刚石薄膜涂层刀具加工SiCp/Al复合材料，研究了切削参数、刀具材料、刀具几何参数和工作材料对金刚石薄膜涂层刀具磨损的影响规律，同时研究了SiCp/Al复合材料切削加工性能。     

不同涂层刀具切削淬硬H13钢加工性能研究

为了研究不同涂层刀具切削淬硬H13钢的切削性能,进行了多层Ti化合物涂层、TiAlN涂层以及MTTiCN厚Al_2O_3TiN涂层材料刀具车削加工淬硬H13钢试验,分析了不同的涂层材料刀具与切削力、切削温度、涂层刀具磨损以及刀具寿命的关系。研究得出:多层Ti化合物涂层刀具受到三个方向的力都大于其它两种涂层的刀具,而且切削温度最高;用TiAlN涂层刀具切削时温度最低;切削过程中三种刀具后刀面磨损程度不同,发现多层Ti化合物涂层刀具磨损最为严重,寿命最短;MT-TiCN厚Al_2O_3Ti N涂层材料刀具比多层Ti化合物涂层刀具寿命长30%;TiAlN涂层刀具的切削寿命最长比多层Ti化合物涂层刀具寿命长45%。     

CVD金刚石薄膜刀具加工SiC_p/Al的切削磨损研究

采用金刚石薄膜涂层刀具加工SiCp/Al复合材料，研究了切削参数、刀具材料、刀具几何参数和工件材料对金刚石薄膜涂层刀具磨损的影响规律，同时研究了SiCp/Al复合材料切削加工性能。     

涂层刀具的研究现状

高速切削和干切削技术的广泛应用推动了刀具涂层材料和涂层技术的发展.文中全面综述了刀具涂层材料、单涂层和多涂层结构、物理和化学涂层工艺、纳米涂层工艺的最新研究进展.     

高速钢刀具激光涂层技术和性能的研究

涂层刀具以其优良的切削性能日益受到关注，本文阐述了高速钢刀具激光涂层技术的可行性和实用性，系统地研究了涂层的组织结构，厚度，显微硬度和耐磨性，实验结果表明，高速钢刀具的激光涂层技术具有使用方便，灵活的特点，涂层后的刀具性能明显提高，其组织结构较未涂层材料有明显改善，其使用寿命较未涂怪刀具提高三倍以上。     

高速钢涂层刀具

高速钢是制造金属切削刀具的主要材料,它的使用面广量大,在我国刀具材料构成中,高速钢占有绝对的比例,约占80％以上。为了充分发挥高速钢的切削性能,提高刀具的耐磨性,可在其表面上镀覆一薄层耐磨的难熔金属化合物(简称涂层刀具)。试验表明。在高速钢车刀、钻头、铰刀、丝锥、立铣刀、拉刀和齿轮滚刀等刀只上涂上一层2～5μm厚的氮化钛(TiN)涂层后,硬度可达HRC80以上,并且表面摩擦系数减小,刀具耐用度可提高2～5倍,甚至10倍。但涂层刀具使用的效果与涂层方法、涂层材料、涂前刀具的处理以及刀具的合理使用等有关,现就上述问题介绍如下: 一、涂层方法目前生产上常用的涂层方法有两种:物理气相沉     

涂层刀具的涂层材料、涂层方法及发展方向

阐述了涂层刀具的优点及缺点，对常用的涂层材料及其性质进行了综述，介绍了两种常用的涂层方法。并对涂层刀具 发展方向进行了探讨。     

离子镀TiCN和TiN工具涂层的微结构与切削性能

采用电弧离子镀技术在硬质合金铣刀和钻头上镀覆了TiCN和TiN涂层,研究并比较了两种涂层的微结构与力学性能,以及涂层铣刀的高速切削性能和涂层钻头的切削性能。结果表明,TiCN和TiN涂层同为单相的Na-Cl型结构,并都呈现(111)择优取向的柱状晶,TiCN涂层的硬度为34.6GPa,远高于TiN涂层25.1GPa的硬度。在高速铣削条件下,TiCN涂层铣刀的后刀面磨损速率仅为TiN涂层铣刀的约三分之一。TiCN涂层钻头在钻孔数为TiN涂层钻头两倍时的磨损量仍低于TiN涂层钻头。TiCN涂层的高硬度及在较高切削线速度下的减摩作用是这种涂层刀具寿命提高的重要原因。     

涂层硬质合金铣刀组织性能研究

针对3种涂层硬质合金铣刀铣削性能差异,通过表面轮廓仪、接触角测量仪,表征涂层的表面状态和基体的硬度,洛氏硬度压痕法和Zeiss超景深三维显微镜表征涂层与基体的结合强度,扫描电镜(SEM)、能量分散光谱法(EDS)分析涂层表面-界面形貌、化学元素分布,铣削420模具钢实验表征切削性能,研究涂层刀具组织差异对切削性能的影响,为涂层选用提供实际和理论依据。结果表明:涂层铣刀铣削性能不仅与涂层种类和结合力相关,还与铣刀基体材料有关。涂层铣刀涂层种类较好,涂层结合力优异,基体脆性小,切削性能优异;涂层刀具涂层种类优异,涂层结合力一般,基体脆性小,切削性能良好;涂层刀具涂层种类优异,涂层结合力良好,基体脆性大,切削性能一般。     

离子镀TiAlN工具涂层的微结构与切削性能

研究并比较了TiAlN和TiN涂层的成分、微结构、力学性能与抗氧化性及涂层铣刀的高速切削性能和涂层钻头的切削性能。结果表明,TiAlN和TiN涂层同为单相的NaCl型结构,并都呈现择优取向的柱状晶,TiAlN涂层的硬度远高于TiN涂层的硬度,TiAlN涂层的抗氧化温度明显高于TiN涂层的抗氧化温度。在高速铣削条件下,TiAlN涂层铣刀的后刀面磨损速率仅为TiN涂层铣刀的约四分之一。在钻孔数相同时TiAlN涂层钻头的磨损量也显著低于TiN涂层钻头。TiAlN涂层刀具的使用寿命显著高于TiN涂层刀具。     

Tribological evaluation of TiN and TiAlN coated PM-HSS gear cutter when machining 19MnCr5 steel

Two PVD coated powder metallurgy high speed steel (PM-HSS) gear cutters were investigated when machining helical gears made from AISI 19MnCr5 steel with hardness between 140 and 180 HV. Machining trials were carried out with gear cutters coated with TiAlN (nano layers) and TiN (mono layer). Crater and flank wears were measured and analysed after all the machining trials. Analyses of the worn tools show that the TiAlN coated gear cutter performed better than the TiN coated gear cutter. This can be attributed to its nano layers and the higher hardness of the TiAlN coating. The dominant tool wear mechanisms were adhesion, abrasion, delaminating of the coating layer and chipping of the cutting edge.     

淬硬钢的铣削加工

介绍适合于淬硬钢铣削加工的刀具材料与刀具涂层技术。针对淬硬钢的铣削加工,通过切削实验,比较硬质合金铣刀不同涂层材料的切削性能,探索适合高度金属材料的高速加工方法。     

晶粒细化对金刚石涂层刀具切削性能的影响

金刚石涂层具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨性和高导热性能。本文着重介绍了金刚石涂层刀具的发展动向及现状,并通过金刚石涂层刀具的切削试验表明了金刚石涂层刀具的使用寿命明显高于未涂层的硬质合金刀具,采用金刚石涂层刀具进行切削可以获得更高的表面加工质量和生产率。     

整体式螺旋微径刀具的应用研究进展

微细铣削是可以实现复杂3D零件加工的制造技术,整体式螺旋微径铣刀是微细切削中最活跃的因素。以直径0.5mm以下的整体式螺旋微径铣刀为研究对象,介绍其基体材料、涂层材料及其应用,并且分析其结构参数对铣削过程的影响。     

激光热处理用新型吸光涂料与碳素墨汁的比较研究

为了克服碳素墨汁、磷化剂等传统吸光涂料吸光率低、污染环境的缺点,作者研制了一种激光热处理用新型的吸光涂料,并将该涂料与碳素墨汁进行了比较研究,结果表明,这种飞机色涂料具有手感细腻、与金属基体结合牢固、干燥快、无毒、无刺激性气味、环境友好、易清除等优点,且对10.6μm波长的CO_2激光的吸收率达85%以上,而碳素墨汁的吸光率只有30%,在相同工艺条件下,涂有新型涂料试样激光淬火后的硬化区面积和硬化层深度分别为3.44mm~2和1.05mm,而碳素墨汁分别为1.01mm~2和0.32mm;涂有新型涂料试样激光淬火后表面洛氏硬度平均为HRC57.6,而碳素墨汁平均为HRC38.6;涂有新型涂料的试样无论聚集法还是宽带法激光淬火后,其表层压应力均大于碳素墨汁,且涂有新型涂料的试样表层的最大压应力为-429MPa。     

金刚石涂层微铣刀的铣削加工试验

为了掌握金刚石涂层对其铣削性能的影响,针对直径为50 μm级的硬质合金微铣刀,进行了金刚石涂层与未涂层硬质合金微铣刀具微槽铣削试验。通过使用线电极电火花磨削技术制备出直径为50 μm级的D形微铣刀,采用金刚石涂层和未涂层刀具在纯铜工件上开展微槽铣削工艺试验;使用白光干涉仪、超景深显微镜等仪器来观测微槽表面形貌、粗糙度等随铣削距离变化的规律,分析金刚石涂层对硬质合金微铣刀铣削加工质量的影响。结果表明：采用金刚石涂层刀具加工的微槽具有较少的毛刺,表面粗糙度值约为未涂层刀具铣削的粗糙度值的1/2,并且能够在一定距离内保持稳定的槽宽、粗糙度值和侧面形貌。     

硬质合金刀具高能离子源增强多弧镀AlCrTiSiN梯度涂层制备及性能研究

采用离子源增强的多弧离子镀新技术,在硬质合金刀具表面制备了不同含Si层梯度结构的AlCrTiSiN梯度涂层,并对涂层组织结构、残余应力、结合强度、摩擦磨损以及铣削和钻削加工灰铸铁性能进行了详细的研究。结果表明：不同含Si层梯度结构的AlCrTiSiN涂层主要由固溶的(Al,Cr) N、(Al,Ti) N相和非晶态Si₃N₄相组成。其中,含Si层梯度变化最缓和的G3(Gradient 3)涂层具有较高的结合强度,较低的残余压应力、摩擦因数和磨损率。铣削和钻削试验显示,涂层刀具的切削磨损机理主要表现为磨粒磨损和粘着磨损。G3涂层降低了磨粒磨损,其刀具的铣削和钻削寿命均最高,这主要得益于其含Si层的梯度设计、适当的压应力(-3.8 GPa)以及良好的膜基结合强度。研究结果表明,通过对含Si层进行梯度设计可显著提高涂层刀具的切削性能。