电弧-磁控复合沉积TiSiN涂层及其切削性能研究

"硬涂层"是在韧性较好的基体上,如高速钢、硬质合金等涂覆一层或多层高硬度、高耐磨性的薄膜,实现里韧外硬,大大提高了刀具的寿命,扩展了使用范围.但随着切削速度的提高、绿色干切削技术的发展以及难加工材料的广泛应用,刀具所处的切削环境越来越恶劣,如剧烈的摩擦、极高的温度等,诸如TiN、ZrN等二元涂层越来越无法满足市场要求,对刀具涂层材料提出了更高的要求.因此,三元和多元涂层得到广泛研究,并取得了很大成功,如TiAlN、TiZrN、CrAlN等[1-3].     

CVD金刚石涂层切割刀具的重复利用

由于化学气相沉积 (ＣＶＤ)形成的膜较薄 ,如果金刚石涂层刀具有少量粘接或基材表面损坏 ,应中止切削。因此 ,正在研究ＣＶＤ金刚石涂层切割刀具的重复利用技术 ,即从刀具上完全取下旧薄膜 ,在去除涂层的表面涂上新薄膜 ,然后进行了切割耐久试验 ,并进行了比较。通过切削试验证     

不同材质刀具在7075铝合金高速铣削中的磨损研究

为了研究7075铝合金高速铣削中不同材质刀具的磨损与选用,采用化学气相沉积法（（CVD）制备微米（MCD）/纳米（NCD）金刚石涂层刀具,利用场发射扫描电镜观察膜层的表面形貌,结合拉曼谱仪分析CVD金刚石涂层刀具薄膜的结构和成分;分别采用同规格尺寸的硬质合金刀具、MCD涂层刀具在无润滑干切条件下,进行粗加工高速铣削试验,观测两种刀具在加工一定距离后的磨损状况;分别采用同规格尺寸的硬质合金刀具、MCD涂层刀具、NCD涂层刀具在无润滑干切条件下,进行精加工高速铣削试验,观测和分析工件精加工铣削后的表面粗糙度值。结果表明：在大切深高速粗加工铣削7075铝合金时,MCD涂层刀具的寿命为硬质合金刀具的3倍;在小切削深度大进给的高速精加工7075铝合金中,三种刀具铣削后的工件表面粗糙度平均值分别为0.981、1.122和0.960 μm,NCD涂层刀具的加工效果要优于MCD涂层刀具;同时通过同一材质刀具的粗、精加工试验对比,发现同规格尺寸的刀具在小切深大进给高速精加工中的寿命是大切深大进给高速粗加工寿命的10倍。这说明7075铝合金的粗加工铣削优选MCD涂层刀具,精加工铣削优选NCD涂层刀具。     

PCD--一种干式切削的刀具材料

聚晶金刚石 (PCD)是最硬、最耐磨的干式切削刀具材料。它的硬度和耐磨性来自各金刚石晶体间无一定方位的粘结 ,这种晶体方位各异的排列抑制了裂纹的扩展。使用时 ,将PCD小片粘结到硬质合金刀片上 ,可增加强度和抗冲击性能 ,其刀具寿命是硬质合金的 10 0倍。然而 ,某些性能限制了它在很多加工工序中的使用。其一是PCD对黑色金属中铁的亲和力 ,引起化学反应 ,这种刀具材料只能用于加工非铁零件 ;其二是PCD不能经受切削区超过 6 0 0℃的高温 ,因此 ,PCD刀具不能切削高延展性材料。PCD刀具适于加工有色金属 ,特别是高硅铝合金。采用锋利…     

极厚型金刚石涂覆刀片

极厚型金刚石涂覆刀片由美国ＡＳＴＥＸ公司新研制出极厚型金刚石涂层硬质合金刀片。其制作过程如下：在硬质合金刀片上涂复一层厚度达１ｍｍ的金刚石薄膜（相当于ＰＣＤ刀片的厚度），然后用ＥＤＭ或激光机切割成厚度为２～５ｍｍ的三角形刀片，再在真空炉中将刀片焊接到...     

高速切削刀具物理气相沉积涂层研究进展

涂层刀具是利用气相沉积方法在高强度的硬质合金或高速钢(HSS)基体表面涂覆几个微米的高硬度、高耐磨性的难熔金属或非金属化合物涂层而获得的,涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化和摩擦系数小等特性.涂层材料作为化学屏障和热屏障,减少了刀具与工件间的扩散和化学反应,减少了月牙洼磨损,提高了涂层刀具使用寿命和切削效率.高性能涂层刀具已成为现代刀具的标志,目前发达国家涂层刀具在刀具中所占比例已超过80％,并不断上升.     

用超细晶粒硬质合金刀具车削硬质合金喷涂层

对于钨钴类硬质合金喷涂层,因其本身就是金属切削刀具材料的主要组成部分,难以进行切削加工。本文在一系列切削试验的基础上,对切削硬质合金喷涂层的刀具材料、切削用量及刀具几何参数进行了初步选择,积累了一些加工经验,初步解决了生产中的实际问题。     

高精度、超高精度气相沉积金刚石厚膜刀具的特性及其应用

通过对聚晶金刚石和化学气相沉积金刚石厚膜的特性分析、试验及实际应用,得出了金刚石厚膜刀具除兼有单晶金刚石和金刚石薄膜涂层刀具的优点外,还具有精加工和超精加工的优异特性的结论,其发展前景广阔.     

高精度、超高精度气相沉积金刚石厚膜刀具的特性及其应用

通过对聚晶金刚石和化学气相沉积金刚石厚膜的特性分析、试验及实际应用 ,得出了金刚石厚膜刀具除兼有单晶金刚石和金刚石薄膜涂层刀具的优点外 ,还具有精加工和超精加工的优异特性的结论 ,其发展前景广阔     

刀具材料对运载火箭叠层厚板高速制孔影响的实验研究

针对当前厚度大于10mm的运载火箭铝合金叠层板在高速制孔过程中存在的钻头折断、噪音、毛刺等问题,开展了刀具材料对运载火箭叠层厚板钻孔影响的实验研究。从孔径、毛刺和切削力等方面分析含钴高速钢、硬质合金和涂层硬质合金3种刀具材料对制孔的影响。结果表明:相比于硬质合金钻头,含钴高速钢麻花钻尽管钻削力较高,但具有钻孔数量多、产生的毛刺高度小、出入口较为光整、细小毛刺少、刀具发生磨损而不断裂等优点,因此,更适合进行2219铝合金叠层厚板的制孔。     

微纳织构涂层刀具研究进展

<正>国内外相关研究学者采用电火花、光刻、激光等织构加工技术与气相沉积等涂层制备技术,在硬质合金、高速钢等刀具上制备了尺寸从微米级到纳米级的多种表面织构以及各种软、硬涂层,研究了其切削加工钢、铝合金、钛合金等工件材料的切削性能。结果表明,织构涂层刀具在改善涂层性能、刀-屑接触面摩擦润滑状态、降低切削力和切削温度、延缓刀具磨损等方面具有显著的效果。     

高速切削硬质合金喷涂层

具有88％碳化钨（WC）和12％钴（CO）的硬质合金喷涂层的零件,由于很高的常温硬度和高温硬度,且存在着分布不均匀的气孔、氧化物夹杂和硬质点,因此一般刀具无法切削即使是切入极短距离后会出现刀具过度磨损,因而用金刚石砂轮磨削,生产率较低、成本高、磨耗大。     

纳米TiAlN涂层硬质合金刀具高速铣削AerMet100钢刀具寿命研究

采用2种新型纳米TiAlN结构涂层硬质合金刀具对AerMet100钢进行一系列的铣削试验,获得了切削速度和每齿进给量对刀具寿命的影响规律.并通过对比分析获得:在较低速铣削条件下宜采用耐磨性好的超细晶粒硬质合金作为刀具基体材料,而较高速铣削条件下宜采用韧性更好的细晶粒硬质合金作为刀具基体材料.     

Ti(C,N)涂层刀切削磨损分析及应对措施

金属切削过程中,造成刀具磨损的主要原因是刀具和工件之间的接触和摩擦以及刀刃附近高温高压的极端恶劣的条件.切削区域任何一个单元接触条件的改变都会影响刀具的磨损,这些条件主要包括刀具材料、刀具涂层以及刀具几何规格,其他条件还有工件材料及其物理性能,刀具参数和合适的切削条件,冷却润滑条件,切削过程中机床振动较大或刀跳较严重时导致刀具出现波动的过载等.     

基于微量润滑的钛合金高速切削涂层刀具磨损机理

使用TiAlN-F、AlTiN-ML和(nc-AlTiN)/(a-Si_3N_4)3种硬质合金涂层刀具,分别在干切削和微量润滑(MQL)条件下高速切削TC4钛合金,对比刀具寿命,分析刀具磨损形态和失效形式,研究刀具磨损机理。试验结果表明,在干切削条件下,不同涂层对刀具寿命影响不大。在微量润滑(MQL)条件下,涂层材料显著减缓刀具磨损,提高刀具寿命,其中(nc-AlTiN)/(a-Si_3N_4)涂层性能最优。在高速切削TC4钛合金时,粘结磨损、氧化磨损、扩散磨损、磨料磨损相互作用,磨损机理较为复杂,刀具失效形式主要为崩刃、涂层剥落和磨钝。     

切削工具材料的发展综述

具体介绍切削工具材料如高速钢、硬质合金、陶瓷、金属陶瓷、刀具涂层技术、超硬材料的演变和进展。     

不同刀具车削加工高硅氧玻璃纤维/酚醛树脂切削力研究

为探索高硅氧玻璃纤维/酚醛树脂复合材料的切削加工性能,对该类材料进行大直径薄壁回转类零件的车削加工。采用四种不同刀具进行实验研究,获得了不同切削参数及不同刀具材料对切削力的影响规律。试验结果表明:切削用量三要素中,切削深度对切削力的影响最大,其次是进给量,而切削速度的影响很小。当切削速度为119.32 mm/min、进给量为0.1 mm/r、背吃刀量为0.5 mm时,为最优切削参数。Ti-Al-Si-N纳米涂层硬质合金和超硬材料F2HX无涂层硬质合金刀具适合于低速加工,而PCD刀具则适合于高速加工。     

消息与动态

试用超硬型高速钢刀具初见成效随着我国生产、科研的迅速发展,高强度合金钢、不锈钢、高温合金等材料应用越来越广泛。这些材料一般都难以加工,因此对刀具材料提出了更高的要求。冶金部门有关院校和钢厂,研制了超硬型高速钢,以适应需要。我厂机械加工零件的材料很大一部分是30CrMnSiA中强度合金钢和30CrMnSiNi2A高强度合金钢。这些材料在热处理后加工,一般采用YT15、YW1、YW2硬质合金刀具即可,但在零件淬火后,使用硬质合金刀具就不那么顺利了。     

PVD涂层刀具铣削GH4169高温合金薄壁件性能对比

为解决高温合金薄壁件加工时颤振大和磨损大的问题,研究了不同成分体系涂层对铣削刀具的影响。采用电弧离子镀的方法在硬质合金刀具表面沉积了AlTiN/TiAlN、AlCrN/TiAlN和Ti SiN/TiAlN 3种双层涂层。采用扫描电子显微镜、纳米压痕仪与微米划痕仪表征了3种涂层的表面形貌与力学性能,在高性能铣床进行了涂层刀具的铣削试验,采集了刀具后刀面磨损照片与对应切削力,分析了不同涂层在铣削时的性能表现。研究表明,TiSiN/TiAlN涂层具有最高的硬度与耐磨因子,在铣削24 m后,后刀面磨损最小,但涂层表层易与高温合金发生黏结;AlCrN/Ti AlN涂层硬度与耐磨因子稍低,铣削24 m后,刀具接近失效,但与高温合金黏结并不严重;AlTiN/TiAlN涂层硬度与耐磨因子最小,铣削后磨损最严重,铣削12 m时刀具已经失效,但涂层与高温合金黏结最为轻微。因此,使用硬度与耐磨因子较大的涂层能够有效减小刀具铣削高温合金时的磨损,进而提高刀具寿命。     

TiAlN涂层刀具高速铣削GH4169刀具耐用度研究

针对难加工镍基高温合金材料GH4169实际切削过程中的加工效率低下、刀具磨损严重、加工表面质量差等问题,本文采用正交试验法,使用新型PVD-TiAlN涂层硬质合金刀具进行高温合金GH4169的高速铣削试验。研究了TiAlN涂层刀具高速铣削GH4169过程中的刀具耐用度和由于刀具磨损引起的试件表面粗糙度的变化规律;建立了高温合金GH4169的刀具寿命经验公式和刀具磨损与试件表面粗糙度之间的变化规律曲线。结果表明:高温合金GH4169高速铣削过程中,切削速度对刀具寿命的影响非常明显,进给量及切削深度的影响较小;TiAlN涂层硬质合金刀片的耐用度随着切削速度的增大而减小;试件的表面粗糙度值随着刀具的磨损总体上呈现增加的趋势。