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。     

PVD涂层与未涂层硬质合金刀具切削力的对比试验研究

应用同型号未涂层、TiN涂层和TiCN涂层硬质合金刀具进行切削试验 ,用KISTLER三向测力仪、电荷放大器和PC机组成的切削力数据采集系统进行三向切削力采集。试验表明在切削过程中PVD涂层硬质合金刀具的切削力随刀具进给量、切削深度、切削速度的变化规律与未涂层硬质合金刀具相同 ,但涂层硬质合金刀具的切削力明显小于未涂层硬质合金刀具的切削力     

PVD涂层与未涂层硬质合金刀具切削刀的对比试验研究

应用同型号未涂层、TiN涂层和TiCN涂层硬质合金刀具进行切削试验，用KISTLER三向测力仪、电荷放大器和PC机组成的切削力数据采集系统进行三向切削力采集。试验表明在切削过程中PVD涂层硬质合金刀具的切削力随刀具进给量、切削深度、切削速度的变化规律与未涂层硬质合金刀具相同，但涂层硬质合金刀具的切削力明显小于未涂层硬质合金刀具的切削力。     

涂层钻头加工不锈钢磨损机理研究

研究了TiN、TiAlN、TiCN三种高速钢涂层专用麻花钻头钻削加工1Cr18NigTi奥氏体不锈钢时的刀具寿命以及刀具表面涂层的磨损特性。通过研究刀具寿命以及对刀具前刀面涂层磨损形态和元素成分的变化规律，揭示了三种涂层钻头的磨损机理。结果表明：在中低速、湿切削的情况下，TiCN涂层要优于TiAlN涂层，明显优于TiN涂层；TiCN涂层高速钢专用钻头较TiAlN、TiN涂层高速钢专用钻头更加适合不锈钢的钻削加工。研究结果对提高不锈钢钻削加工效率与加工质量具有重要意义。     

涂层高速钢组合拉刀拉削高强度合金钢的试验研究

研制了TiN和TiCN两种涂层高速钢精密组合拉刀。通过这两种涂层拉刀与未涂层拉刀的对比切削试验 ,研究了加工高强度合金钢内孔螺旋键槽时刀片的磨损性能及重磨前刀面对刀具切削性能和加工表面粗糙度的影响 ,并分析了提高涂层刀具寿命的机理     

坚韧的TiCN刀具涂层

新一代的耐磨涂层TiCN是由多重涂层结合而成,总厚度为0.002mm,其硬度明显高于TiN涂层。而且TiCN涂层可以最大限度地防止磨料磨损并具有出色的热化学稳定性和卓越的润滑性。 Niagara Cutter公司根据四种不同类型(直径均为15.9mm)无涂层高速钢、TiN涂层高速钢、TiCN涂层高速钢和整体硬质合金的四槽端铣刀所进行的切削试验表明,这四种刀具材料铣刀所达到的切削速度分别为425、900、1200和1500r/min。试验工件材料为4140钢,零件硬度为HB275。还有一厂家将TiCN涂层刀具与高速钢刀的切削     

CVD金刚石涂层刀具高效铣削天然理石的切削特性实验研究

为研究天然理石切削过程中刀具切削力与切削质量变化特性,利用CVD金刚石薄膜涂层刀具和未涂层硬质合金刀具进行高效铣削实验。基于刀具-工件几何接触关系,推导铣削力数学模型,分析不同类型刀具切削力、工件表面粗糙度随切削参数和切削时间变化特性。研究表明:金刚石涂层刀具切削力明显小于未涂层硬质合金刀具,2种类型刀具的切削力随切削参数的变化特征基本相同;随着切削时间的增加,刀具切削力变化分为4个阶段:初始磨合阶段、稳定阶段、过渡阶段和刀具磨损加剧阶段。金刚石涂层刀具切削磨合期和稳定期持续时间为未涂层刀具的3.5倍,切削力和工件表面粗糙度变化比较平稳;未涂层刀具切削平稳期持续时间很短,切削力增长趋势明显,且在切削力增长后期工件表面粗糙度达到2.5μm。     

不同涂层刀具铣削退火H13钢加工性能研究

为了研究退火后的H13钢的切削加工性能,采用多种Ti化合物涂层刀具进行铣削退火H13钢试验,分析了不用的涂层材料刀具与切削力、切屑形态以及刀具磨损状况之间的关系。研究得出:TiAlN涂层刀具受到三个方向的力比TiN涂层刀具以及TiC涂层刀具受到的力小;TiAlN涂层刀具切削后后刀面磨损较小,TiN涂层刀具次之,TiC涂层刀具后刀面损伤面积最大;TiAlN涂层刀具切削产生的切屑大多呈现细长卷曲的形状,且切屑长度适中,切削性能最佳。     

CrAlN纳米梯度涂层的切削性能研究

针对45#钢进行切削,以YT15车刀为对比,研究了CrAlN纳米梯度涂层的切削性能,利用Fluke Ti X640型热成像仪测试了切削过程中切削区的切削温度,采用超景深三维显微镜观察了刀具的磨痕形貌。结果表明:CrAlN纳米梯度涂层刀具具有更低的切削温度,使用寿命比YT15车刀使用寿命约延长了1.5倍。刀具磨损失效以磨料磨损为主。     

加C改善TiN涂层

<正> TiCN涂层的硬度(3000HV)比TiN涂层(2300HV)高,几乎能弥合未涂层硬质合金的性能差距。在某些切削场合,费用较低的TiCN涂层高速钢刀具现在可与未涂层硬质合金刀具竞争。铣削:硬质TiCN涂层与韧性高速钢基体相结合,可使铣刀接近至今只有用硬质刀具才能达到的综合性能和表面速度。据称,TiCN涂层立铣刀的金属切除率提高3～2倍,寿命几乎提高5倍。     

陶瓷涂层刀具切削灰铸铁的试验研究

为了探究陶瓷涂层刀具涂层材质、基体材质对切削性能的影响,试验采用四种陶瓷涂层刀具连续干切削灰铸铁,测试了切削力和切削温度的变化情况以及后刀面的磨损量和已加工表面的粗糙度。结果表明,在刀具基体同为Si_3N_4的条件下,涂层材质为Ti N/Al_2O_3/Ti C的刀具比Ti N/Al_2O_3的切削性能好;在涂层材质同为Ti N的条件下,刀具基体Al_2O_3/Ti CN比Al_2O_3/Ti C的切削性能好。研究发现:四种陶瓷涂层刀具前刀面磨损形式均为微崩刃和月牙洼,后刀面磨损形式均为磨粒磨损和粘着磨损,涂层的磨损形式均为剥落和扩散磨损。     

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%。     

TiAlN涂层硬质合金刀具铣削35CrMoSiV钢的切削性能研究

采用有和无PVD TiAlN涂层的细晶硬质合金铣刀对35CrMoSiV合金钢进行了干式端面铣削试验。分别测量了有、无涂层情况下铣刀后刀面径向磨损量和加工槽的表面粗糙度,通过光学显微镜观察了切屑,利用扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDX)分析了后刀面的磨损形态。研究结果表明:TiAlN涂层明显提高了硬质合金刀具的切削性能;硬质合金刀具后刀面磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损,而涂层损伤是粘着磨损、剥层和氧化磨损共同作用的结果;在正常工作区内,提高铣削的转速和进给量,有利于减轻刀具的粘着,提高切削效率和质量。     

Experimental investigations on machinability aspects in finish hard turning of AISI 4340 steel using uncoated and multilayer coated carbide inserts

The present work deals with some machinability studies on flank wear, surface roughness, chip morphology and cutting forces in finish hard turning of AISI 4340 steel using uncoated and multilayer TiN and ZrCN coated carbide inserts at higher cutting speed range. The process has also been justified economically for its effective application in hard turning. Experimental results revealed that multilayer TiN/TiCN/Al₂O₃/TiN coated insert performed better than uncoated and TiN/TiCN/Al₂O₃/ZrCN coated carbide insert being steady growth of flank wear and surface roughness. The tool life for TiN and ZrCN coated carbide inserts was found to be approximately 19 min and 8 min at the extreme cutting conditions tested. Uncoated carbide insert used to cut hardened steel fractured prematurely. Abrasion, chipping and catastrophic failure are the principal wear mechanisms observed during machining. The turning forces (cutting force, thrust force and feed force) are observed to be lower using multilayer coated carbide insert in hard turning compared to uncoated carbide insert. From 1st and 2nd order regression model, 2nd order model explains about 98.3% and 86.3% of the variability of responses (flank wear and surface roughness) in predicting new observations compared to 1st order model and indicates the better fitting of the model with the data for multilayer TiN coated carbide insert. For ZrCN coated carbide insert, 2nd order flank wear model fits well compared to surface roughness model as observed from ANOVA study. The savings in machining costs using multilayer TiN coated insert is 93.4% compared to uncoated carbide and 40% to ZrCN coated carbide inserts respectively in hard machining taking flank wear criteria of 0.3 mm. This shows the economical feasibility of utilizing multilayer TiN coated carbide insert in finish hard turning.     

涂层Si_3N_4陶瓷刀具切削性能研究

研究了不同切削参数对TiN+Al2O3涂层氮化硅陶瓷刀具切削灰铸铁的切削性能的影响,使用工具显微镜、SEM/EDS手段分析了涂层氮化硅刀具的磨损机理,实验还采用相同基体氮化硅陶瓷刀具做了对比分析。研究结果显示TiN+Al2O3涂层氮化硅刀具可以承受比较大的切削用量,对提高加工效率有重大意义;还发现涂层氮化硅陶瓷刀具主要失效形式为磨粒磨损,粘结磨损,在较高切削速度条件下前刀面还会出现因化学磨损形成的月牙洼。     

高速轴向车铣45钢刀具磨损的研究

介绍了轴向车铣加工的特点,通过试验得到了高速轴向车铣加工45钢时刀具的磨损曲线,分析了在水冷和干切削时TiN涂层和金属陶瓷刀具的磨损特点,得出采用干切削更有利于延长刀具使用寿命,且TiN涂层刀具比金属陶瓷刀具更适合高速轴向车铣加工45钢.