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編者按
CVD可以涂覆耐磨損性優(yōu)異的TiCN、耐熱性非常優(yōu)異的Al2O3厚膜,因此在產(chǎn)生高溫的高速、高效率切削加工中能顯示出長壽命。
PVD一般用在與無涂層硬質(zhì)合金、高速鋼相同或較高速的切削速度條件下,以延長刀具壽命為目標(biāo)。對基體制約少、損傷小,因此特別適合用于要求耐磨損性、耐崩刃性的刀具,也適用于要求鋒利刃口的低進(jìn)給加工與精加工或螺紋加工工具等。
(本篇選自《數(shù)控刀具選用指南》第二章第五節(jié)(二)CVD、PVD涂層材料的牌號及選用)
CVD涂層如圖2-23所示。
圖2-23 CVD涂層
PVD涂層如圖2-24所示。
圖2-24 PVD涂層
在涂層后的冷卻中,由于涂層膜與基體的熱收縮不同,會導(dǎo)致在涂層膜內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)部變形,由此產(chǎn)生殘余應(yīng)力。CVD法殘余應(yīng)力如圖2-25所示,PVD法殘余應(yīng)力如圖2-26所示。
圖2-25 CVD殘余應(yīng)力
圖2-26 PVD殘余應(yīng)力
對刀具進(jìn)行涂層處理是提高刀具性能的重要途徑之一,涂層刀具的出現(xiàn), 使刀具切削性能有了較大的提高,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大,涂層刀具在數(shù)控加工領(lǐng)域有巨大潛力,將是今后數(shù)控加工領(lǐng)域中最重要的刀具品種。目前國外硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的涂層比例在70%以上,歐洲齒輪刀具的涂層比例高達(dá)90%。涂層技術(shù)已應(yīng)用于立銑刀、鉸刀、復(fù)合孔加工工具、齒輪滾刀、剃齒刀、成形拉刀及各種機夾可轉(zhuǎn)為刀片,滿足高速切削加工各種鋼和鑄鐵、耐熱合金和有色金屬等材料的需要。
通過CVD法與PVD法涂層刀具的適用范圍如表2-23所示。
表2-23 CVD法與PVD法各自的適用范圍
加工鋼材時的涂層選用如表2-24所示,加工鑄鐵時的涂層選用如表2-25所示。
表2-24 加工鋼時的涂層刀具
表2-25 加工鑄鐵時的涂層刀具
常用的CVD、PVD涂層牌號如表2-26所示。
表2-26 常用的CVD、PVD涂層牌號
正確選用涂層是合理使用涂層刀具和充分發(fā)揮涂層功能的前提。下面就PVD涂層的選用提出三點依據(jù)。首先,還是要根據(jù)工件材料的分類及硬度。加工鋼和鑄鐵一般用通用的TiN、TiCN, 硬度高的可用TiAlN;加工不銹鋼選抗粘接的、導(dǎo)熱性好的涂層;加工鈦合金、鎳基合金等難加工材料,切削溫度高,要選耐熱性好、耐氧化溫度高的TiAlN、AlTiN等涂層;加工銅除通用的TiN外可選用CrN涂層;加工高硅鋁合金要用耐磨粒磨損的涂層如TiCN;加工合成材料應(yīng)選金剛石涂層或TiN、TiCN涂層。涂層的選用如表2-27所示。
表2-27 涂層的選用
其次,要根據(jù)車、銑、鉆、攻螺紋以及滾齒等工序類別。連續(xù)切削工序如車削、鉆削宜選耐熱性好的涂層,而斷續(xù)切削的工序如銑削、滾齒宜選韌性好的涂層,鉆頭和絲錐可選表面粗糙度值小、不易粘接、有利排屑的涂層。
最后,從切削條件考慮。切削速度低的選耐磨粒磨損、抗粘接的涂層,切削速度高的選耐熱的、耐氧化溫度高的涂層,有冷卻潤滑液的加工選韌性好的涂層。
數(shù)控刀具選用指南
《數(shù)控刀具選用指南》由金屬加工雜志社、哈爾濱理工大學(xué)編著,機械工業(yè)出版社出版,定位于指導(dǎo)制造企業(yè)一線技術(shù)員工如何合理選擇和使用數(shù)控刀具,是目前市場上最實用的一本刀具選用工具書。
本書分門別類介紹車刀、銑刀、孔加工刀具等現(xiàn)代數(shù)控刀具的選用要點及典型實例,集實用性、先進(jìn)性和指導(dǎo)性于一體。書中專設(shè)典型行業(yè)刀具整體解決方案的章節(jié),針對不同行業(yè)的加工特點介紹了大量實際應(yīng)用案例。可以直接作為企業(yè)選購、使用數(shù)控刀具的參考依據(jù),也可作為機械加工從業(yè)者的培訓(xùn)、參考用書。
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