如何提升刀具性能

作者：Iscar公司

欢迎访问e展厅 展厅 3 铣刀展厅 钨钢铣刀, 立铣刀, 整体铣刀, 盘铣刀, 螺纹铣刀, ... 提升刀具性能，最基础的研发方向指向提升刀具材料。其中，这涉及到基体及涂层两个方面。 硬质合金基体，有一个基本特性，即韧性越高，则耐磨性越低；反之，亦然。因此，当进行断续切削时，如铣削、非连续车削时，可选择韧性高的基体；当进行连续精车时，则需选择耐磨性高的基体。 而超细晶粒牌号的开发，打破了基体的常规规律。超细晶粒牌号，兼具高耐磨性及高韧性。这就为实现刀片及刀具的通用性打开了一个通道。伊斯卡推出的IC07，IC08超细晶粒硬质合金基体，即为通用型硬质合金基体的典范。兼具高的耐磨性及高的韧性。特别是涂层处理后的IC908，凭借基体与涂层的完美结合，可通用于钢、淬硬钢、不锈钢、高温合金、铸铁的钻削、切槽切断、铣削。IC908面市多年，因其在加工中的出色表现，深得众多用户的信赖。 这些年来，涂层技术也取得了长足的发展，而伊斯卡在涂层技术上也颇有可圈可点之处。 （1）中温化学气相涂层（MT-CVD） 采用中温化学气相涂层（MT-CVD，沉积温度700~900℃）所制取的Ti(C,N)，与采用高温化学气相涂层（HT-CVD，沉积温度900~1100℃）所制取的Ti(C,N)相比，前者的涂层组织结构致密，厚度可达10μm以上，并呈柱状结晶，且涂层后，刀具表面残损的应力也更小。这种硬质合金涂层处理具有更高的抗磨损性能，抗热振性能和较高的韧性。当应用于恶劣条件下的高速重切削，干切削加工中，刀具寿命有显著提高。 （2）硬质合金α-Al2O3涂层技术 沉积Al2O3涂层时，随着沉积温度的不同，Al2O3会呈现不同的结晶相，如：γ、δ、α、κ- Al2O3，其中，只有α- Al2O3是热力学稳定结构。因工艺条件的变化，往往得到α相、κ相Al2O3的混合物，这降低了涂层的性能。而伊斯卡现已能通过严格控制工艺参数，得到纯正的α-Al2O3，并控制其晶体生长方向，呈柱形组织。并将此技术命名为α-TEC。 （3）采用复合涂层（DO-TEC） 该技术为基于中温化学气相涂层（MTCVD）表面，进行PVD涂层。伊斯卡的DT7150牌号采用了此技术，TiCN为底层，Al2O3为中间层，TiN为过渡层，均采用中温化学气相涂层技术，TiAlN为顶层，采用PVD涂层技术。此牌号在灰铸铁、球墨铸铁的中-高速铣削加工中，表现出色。 （4）采用TiAlN（PVD）涂层或AlTiN(PVD)涂层 TiAlN呈紫黑色，硬度为35GPa，摩擦系数为 0.4~0.6，最高使用温度为800℃，可用于加工难加工材料的干切削、硬切削。 而AlTiN呈黑色，硬度为38GPa，摩擦系数为0.5~0.7，最高使用温度为900℃。性能优于TiAlN涂层。 （5）采用束魔涂层技术（SUMO-TEC） 束魔技术应用于化学涂层时，通过特别的过程控制，有效降低了CVD涂层表面的应力，减少了热裂纹，进而延长了刀具寿命。如IC8150, 超硬基体表面的富钴层上，采用中温化学气相涂层（MTCVD）技术，在TiCN底层上，涂覆厚的Al2O3涂层作为中间层，TiN作为顶层。TiCN可改善刀具耐磨性以防止崩刃，Al2O3则具有优异的耐高温、抗氧化性，TiN具有高硬度、耐磨损性。通过对刀片前刀面涂层后处理，引发表面压应力，有助于抑制裂纹的产生。涂层表面也更光滑，与切屑的摩擦减少，切削热降低。 束魔技术应用于物理涂层时，通过处理沉积在刀片涂层表面的液滴，形成光滑的涂层表面，使得刀具寿命更延长。 总之，束魔涂层技术，可使得涂层表面更光滑，刀片涂层表面应力更低。这一切，使得切削区域温度更低，抗崩刃性及抗积屑瘤性更佳，结合相适的硬质合金基体，在加工绝大多数被加工材料时均能获得更可靠持久的刀具寿命。 伊斯卡的研发方向，始终都是直指“快速金属切削”。无论是FMR（快速金属切削），还是3P（高性能，高生产率，高收益），都追求高的金属去除率。通过对刀具材料的基础研究，伊斯卡全面提升了各种规格刀片的切削性能。而这，也最终会给用户带来高的收益。(end)

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