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涂层刀具的分类及特点

涂层刀具的分类及特点同经验借鉴U■墨田雹置国盔冒田涂层刀具的分类及特刘毅。董英武 (哈尔滨第一工具制造有限公司，哈尔滨150020) 占 J●_■ 摘要：介绍了涂层刀具的种类、涂层的方法，以及各类涂层的特点、应用等，并指出了不宜使用涂层刀具的几种情况。关键词：刀具；涂层；特点；应用中图分类号：TG711 文献标识码：B 文章编号：{002—2333f2007)06一0142一01 1引言涂层材料的共同特点是硬度很高，化学稳定性好，不易产生扩散磨损，摩擦系数小，因而切削力、切削温度都较低，能显著提高刀...

同经验借鉴U■墨田雹置国盔冒田涂层刀具的分类及特刘毅。董英武 (哈尔滨第一工具制造有限公司，哈尔滨150020) 占 J●_■ 摘要：介绍了涂层刀具的种类、涂层的方法，以及各类涂层的特点、应用等，并指出了不宜使用涂层刀具的几种情况。关键词：刀具；涂层；特点；应用中图分类号：TG711 文献标识码：B 文章编号：{002—2333f2007)06一0142一01 1引言涂层材料的共同特点是硬度很高，化学稳定性好，不易产生扩散磨损，摩擦系数小，因而切削力、切削温度都较低，能显著提高刀具的切削性能。涂层材料是由高硬度、高耐磨性的金属化合物构成的。涂层材料既有基体的韧性，又有很高的硬度。刀具表面涂层是解决刀具材料发展中的一对矛盾(材料硬度和耐磨性越高，强度及韧性就越低)的很好方法。 2刀具涂层的种类 (1)TiN涂层切削温度300℃左右，可采用湿切，TiN氧化起始温度为500℃，涂层硬度较低(HVl800—2300)，最高工作温度为600℃，涂层颜色为金色。TiN涂层特性：润湿性好，摩擦系数小(0．4)，抗月牙洼磨损的能力优于Tic涂层，韧性也较好。但它与铁基材料的亲和力小，摩擦系数低，在空气中氧化性能比Tic好，适于加工钢材或切屑易粘结在刀具前刃面上的工件材料。 (2)TiCN涂层切削温度400cc，最高工作温度400℃，可采用湿切，涂层硬度HV3000，涂层颜色为蓝灰色。TiCN涂层特眭：TicN 对钢的磨擦系数小(0．3)，而且韧性比TiN好，它既可用于涂硬质合金，也可用于涂高速钢；涂层刀具耐用度可达TiN涂层刀具的2倍，是用于加工普通钢、合金钢和不锈钢等工件的涂层材料。观点：耐热性要低于TiN，但只要有充足的切削液，它仍能以接近硬质合金的切削速度工作。 (3)TiAlN涂层(干式切削) 切削温度800℃，最高工作温度800qC，氧化起始温度 700℃，涂层硬度Hv3000，涂层颜色为紫灰色。TiAlN涂层特性：高速切削中性能优异，它比TiN更能有效地用于连续高速车削，也适合于加工钛合金、镍合金不锈钢等工件。这种涂层因固溶硬化而有较好的硬度保持性，其抗氧化性能也比TiN和TiCN好。 T认lN在切削时会在刀屑界面上生成一种非晶体的氧化铝，形成一层硬的、惰性的保护膜，此膜的导热性差，可使切削热更多地由切屑带走。高速干式切削最好的涂层是氮铝化钛(TiAlN)，涂层的作用就象一层热屏障，因为它有比刀具基体和工件材料低得多的热传导系数，在高温连续切削时，TiAlN高速 142l机械工程师2007年第6期干式切削优于TiN4倍。 (4)TiC涂层涂层硬度高(Hv3200)，耐磨性好，与基体粘结力强，硬度最高，抗机械磨损的性能很强。TiC涂层性脆、膜层内部的内聚力相对较低，涂层刀片的韧性与抗弯强度较低，主要用于刀具磨损严重的场合，适于连续切削及会使刀具产生剧烈磨损的场合。 (5)WC／C涂层涂层最高工作温度300℃，涂层颜色为黑色，硬度Hvl000，对钢的摩擦系数最小(0．2)。 (6)CrN涂层 crN涂层特点：硬度高、耐磨性好，但脆性比较大，涂层颜色为银白色。 (7)Al：O，涂层用CVD是目前唯一能在硬质合金基体上涂加Al：O。的涂层。A1：0。在高温下具有极好的耐热性，因此在高速切削时，采用Al：0，涂层比采用TiC与TiN好。 3结语涂层刀具虽有许多优点，但其切削锋利性、韧性、抗崩刃性能均不及未涂层的刀具。故对于小进给量的精加工、有氧化皮及夹砂材料的粗加工、强力切削等，尚不宜使用涂层硬质合金刀具；涂层硬质合金也不适合于加工高温合金及某些非金属，以及与钛起反应的铝、钛等有色金属。涂层高速钢则仍可用于有冲击的切削，也适用于钻、铣、拉与齿轮刀具。美国star公司95％的齿轮滚刀均涂层，80％为TiN 涂层、15％为TiCN、5％为TiAlN涂层。美国Kemametal公司和日本三菱公司硬质合金刀片根据不同用途采用不同的复合涂层： (1)KC810、KC850、TjC+TiCN+TiN(表层)； (2)KC910、TiC+TiCN+A1203(表层)； (3)KYON4400、A1203+TiCN(表层)； (4)KC9315、A1203+TiCN+TiN(表层)； (5)三菱公司铣刀片TicN+A1：O，+TiN(表层)。 (编辑明涛) 作者简介：刘毅(1962一)，男，高级工程师。收稿日期：2007一04—20 万方数据涂层刀具的分类及特点作者：刘毅，董英武作者单位：哈尔滨第一工具制造有限公司,哈尔滨,150020 刊名：机械工程师英文刊名： MECHANICAL ENGINEER 年，卷(期)： 2007(6) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jxgcs200706074.aspx

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