常州浩克工具有限公司：涂層高速鋼刀具與涂層硬質合金刀具
瀏覽： 發布日期：2019-11-11
常州浩克工具有限公司：涂層高速鋼刀具與涂層硬質合金刀具
01
涂層高速鋼刀具
高速鋼刀具的表面涂層是采用物理氣相沉積（PVD）方法，在適當的高真空度與溫度環境下進行氣化的鈦離子與氮反應，在陽極刀具表面上生產TiN。其厚度由氣相沉積的時間決定，一般為2~8um，對刀具的尺寸精度影響不大。
新的鍍膜設備使用納米真空復合離子鍍膜工藝，控制在500°C環境下進行。一般刀具涂覆TiN硬膜，厚度約2um。涂層表面結合牢固，呈金黃色，硬度可高達2200HV，有較高的熱穩定性，與鋼的摩擦因素較低。
涂層高速鋼刀具的切削力、切削溫度約下降25%，切削速度、進給量、刀具壽命顯著提高，即使刀具重磨后其性能仍優于普通高速鋼，適合在鉆頭、絲錐、成形銑刀、切齒刀具上廣泛應用。
除TiN涂層外，新的涂層工藝鍍膜功能較多，典型的有：TiN、TiC、TiCN、TiAlN、AlTiN、DLC(diamond-like coating)、CBC(carbon-based coating)。
(1)TiAlN高性能涂層
紫羅蘭~黑色，耐熱溫度達800°C，可適用高速加工。在基體為65HRC的高速鋼上涂2.5~3.5um厚，刀具壽命比TiN明顯提高約1~2倍。
(2)AlTiN高鋁涂層
耐熱溫度達800°C，有高硬度、高耐熱性，適合對硬材料加工。
(3)TiCN復合涂層
藍~灰色，耐熱溫度達400°C，有高韌性，可用于絲錐、成形刀具。
(4)TiAlCN復合涂層
耐熱溫度達500°C，有高韌性、高硬度、高耐熱性、低摩擦性能，適合制造銑刀、鉆頭、絲錐。可加工60HRC的高硬度材料。
(5)DLC涂層
耐熱溫度400°C，適用于加工硬木材的成形刀具。
02
涂層硬質合金刀具
涂層硬質合金刀具早在20世紀60年代已出現。采用化學氣相沉積（CVD）工藝，在硬質合金表面涂覆一層或多層（5~13um）難熔金屬碳化物。涂層合金有較好的綜合性能，基體強度韌性較好，表面耐磨、耐高溫。但涂層硬質合金刃口鋒利程度與抗崩刃性不及普通硬質合金。目前硬質合金涂層刀片廣泛用于普通鋼材的精加工、半精加工及粗加工。涂層材料主要有TiC、TiN、TiCN、Al2O3及其復合材料。
硬質合金刀片CVD涂層工藝，目前較普通的涂層結構是：TiN-Al2O3-TiCN-基體。
TiC涂層具有很高的硬度與耐磨性，抗氧化性也好，切削時能產生氧化鈦薄膜，降低摩擦因數，減少刀具磨損。一般切削速度可提高40%左右。TiC與鋼的粘結溫度高，表面晶粒較細，切削時很少產生積屑瘤，適合于精車。TiC涂層的缺點是線脹系數與基體差別較大，與基體間形成脆弱的脫碳層，降低了刀具的抗彎強度。因此，在重切削、加工硬材料或帶夾雜物的工件時，涂層易崩裂。
TiN涂層在高溫時能形成氧化膜，與鐵基材料的摩擦因數較小，抗粘結性能好，能有效地降低切削溫度。TiN涂層刀片月牙洼及后刀面磨損能力比TiC涂層刀片強。適合切削鋼與易粘刀的材料，加工表面粗糙度較小刀具壽命較高。此外，TiN涂層抗熱振性能也較好。缺點是與基體結合強度不及TiC涂層而且涂層厚時易剝落。
TiC-TiN復合涂層：第一涂層TiC，與基體粘結牢固不易脫落。第二涂層TiN，減少表面層與工件的摩擦。
TiC-Al2O3復合涂層：第一涂層TiC，與基體粘結牢固不易脫落。第二層涂Al2O3，使表面層具有良好的化學穩定性與抗氧化性能。這種復合涂層像陶瓷刀那樣高速切削，壽命比TiC、TiN涂層刀片高，同時又能避免陶瓷刀的脆性、易崩刃的缺點。
目前單涂層刀片已很少應用，大多采用TiC-TiN復合涂層或TiC-Al2O3-TiN三復合涂層。
涂層硬質合金是一種復合材料，基體是強度、韌性較好的合金，而表層是高硬度、高耐磨、耐高溫、低摩擦因數的材料。這種新型材料有效地提高了合金的綜合性能，因此發展很快。廣泛適用于較高精度的可轉位刀片、車刀、銑刀、鉆頭、鉸刀等。
