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TiAIN涂层延长钻头使用寿命 |
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作者：Gerhard Peyerl 来源：MM现代制造 |
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燃油喷射发动机上的分配器导线板上的喷孔均需接受精度0.001mm的钻孔加工。一种特殊的多层钛铝氮化涂层可以有效保护刀具免受磨损并延长刀具使用寿命。
位于Salzgitter的大众汽车工厂每年向世界各地汽车提供大约120万台各品种和各型号的发动机。每一种部件的加工误差要求都经常保持在0.001mm水平上，尤其是对那些在能源价格日益上涨年代里前景看好的产品，如燃油喷射发动机等。
这种低能耗、低噪声的柴油喷射装置的核心部件是公共分配器总成。这种燃油喷射系统储存所导入的燃料，并通过调节压力（最高至2200bar（1bar=0.1MPa））把燃料挤入到油缸里。这种很高的喷射压力使得燃料达到最佳的利用率，改善废气排放值。
图1 common-Rait-系统的绝对密封性要求由一个难切削材料加工成的喷油嘴的精密孔实现。一种专用涂层使钻头寿命成倍延长。
高强度钢材质分配器精确的钻孔
鉴于所承受的载荷巨大，分配器排由一块整体高强度钢（18MnVS6）制成。由于系统需要绝对密封，因此，在难切削材料上所钻的喷射孔需要达到非常高的精度，并且在钻头的全部服务时间里，这种钻孔精度可以重复。针对这种很高的要求，人们在寻找一种合适的涂层，作为硬金属特殊刀具的防磨损层。强制性的规定是：涂层刀具在经过多次再生之后，应该仍能达到新产品一样的能力。在此所需对刀刃的重磨和制作可以由工厂自己的磨床进行，而重复涂层则可委托外部协作厂来做。
在经过对各种涂层供应商的预选和频繁测试之后，该公司在Balinit Futura公司涂层产品上获得了最佳的效果，包括Oerlikon Balzers公司的Top-Finish涂料。此微米厚的多层钛铝氮化涂层专门适合于钻孔作业，其显微硬度（HV0.05）为3300，最大使用温度为900℃。在采用分配器总成工件所作的试验中，刀具在经过重复修磨之后，这种涂层的使用寿命比新刀具的使用寿命高很多倍。
大众汽车Salzgitter制造厂成立于1969年，它是大众汽车集团制造联合会下属的发动机主供应商和技术研发中心。目前大约有6300员工从事发动机的生产，向大众汽车公司的几乎所有款式的轿车供应发动机，同时也为Audi、Seat和Skoda品牌汽车以及商用汽车提供发动机。发动机的类型可以从用于大众Polo车型的3缸系列发动机，一直到服务于Bugatti豪华车的18缸发动机。生产的重点则是低耗能的3缸、4缸和5缸柴油发动机。此外，公司还生产艇用驱动装置。Salzgitter制造厂的MMS技术和只需极低量润滑的干式加工方法均居于领先地位。
共同研发和双方的技术诀窍是成功的关键因素：磨削公司把其丰富的工作经验带入到刀刃重磨中来，而Oerlikon Balzers公司则展现出其在涂层技术上的能力和特殊的刀具预处理和后处理技巧。这种表面活化措施有助于克服刀片导向角的粘合磨损，同时也有利于对涂层残余物的处理和孔隙的平整。由此可以在无需事先清理旧涂层的情况下，即可反复多次重新施加涂层。磨光、边角修整、预处理和涂层完全符合所应用的工艺流程，唯有整体配合好，方可达到最佳效果。
平均月涂层1000件刀具
成功的合作关系也可以从数字上体现出来：在2008年1月份还只处理大约250件Balinit涂层的刀具，到了现在则每月平均可以再加工1000件刀具。这促使了位于Hildesheim的Oerlikon Balzers涂层中心达到每日24h的服务水准。该中心工作人员每周在Salzgitter和本公司之间往返五次。对于大众汽车公司来说，这显然具有很多优点：在首批刀具投入使用时，涂层费用即可得到回收。这样，既无需经常更换刀具而提高产量，同时也降低了刀具费用。(end)
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(4/17/2012) |
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