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刀具涂層技術

2016/5/9

  在相對較軟的刀具基體上涂覆一層或多層硬度高、耐磨性好的金屬或非金屬化合物薄膜(如TiAlN、TiC、TiN、Al2O3等)而形成的涂層刀具,是切削刀具發展的一次革命。涂層刀具與未涂層刀具相比,具有明顯的優越性:顯著降低摩擦系數,改善刀具表面的摩擦學性能和排屑能力;顯著提高耐磨性和抗沖擊韌性,改善刀具的切削性能,提高加工效率和刀具壽命;提高刀具表面抗氧化性能,使刀具可以承受更高的切削熱,有利于提高切削速度及加工效率,并擴大了干切削的應用范圍。在先進制造業中,80%以上的硬質合金刀具及高性能高速鋼刀具都采用了表面涂層技術,而CNC機床上所用的切削刀具90%以上是涂層刀具。

  刀具涂層技術自從問世以來,對刀具技術的改善和加工技術起到了越來越重要的作用,已經成為現代刀具的標志。涂層刀具是通過在韌性較好的硬質合金基體或高速鋼基體上,涂覆一薄層耐磨性高的難熔金屬化合物而獲得的,使刀具性能發生了巨大的變化。常用的涂層材料有TiC、TiN、Al2O3等,其中TiC的硬度比TiN高,抗磨損性能更好。對硬質合金,一般采用化學氣相沉積法(CVD),層積溫度為1000℃;而對高速鋼刀具,一般采用物理氣相沉積法(PVD),層積溫度在500℃左右。隨著涂層工藝的日益成熟和不斷發展,從開始的單一涂層,進入到開發多元、多層、梯度、納米涂層的新階段。
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