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【数控刀具选用指南21】CVD、PVD涂层材料的牌号及选用

 草虫gg 2021-08-02

☞ 这是金属加工(mw1950pub)发布的第13573篇文章

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编者按


CVD可以涂覆耐磨损性优异的TiCN、耐热性非常优异的Al2O3厚膜,因此在产生高温的高速、高效率切削加工中能显示出长寿命。

PVD一般用在与无涂层硬质合金、高速钢相同或较高速的切削速度条件下,以延长刀具寿命为目标。对基体制约少、损伤小,因此特别适合用于要求耐磨损性、耐崩刃性的刀具,也适用于要求锋利刃口的低进给加工与精加工或螺纹加工工具等。

(本篇选自《数控刀具选用指南》第二章第五节(二)CVD、PVD涂层材料的牌号及选用)


CVD涂层如图2-23所示。

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图2-23 CVD涂层

PVD涂层如图2-24所示。

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图2-24 PVD涂层

在涂层后的冷却中,由于涂层膜与基体的热收缩不同,会导致在涂层膜内产生内部变形,由此产生残余应力。CVD法残余应力如图2-25所示,PVD法残余应力如图2-26所示。

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图2-25 CVD残余应力

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图2-26 PVD残余应力

对刀具进行涂层处理是提高刀具性能的重要途径之一,涂层刀具的出现, 使刀具切削性能有了较大的提高,应用领域不断扩大,涂层刀具在数控加工领域有巨大潜力,将是今后数控加工领域中最重要的刀具品种。目前国外硬质合金可转位刀片的涂层比例在70%以上,欧洲齿轮刀具的涂层比例高达90%。涂层技术已应用于立铣刀、铰刀、复合孔加工工具、齿轮滚刀、剃齿刀、成形拉刀及各种机夹可转为刀片,满足高速切削加工各种钢和铸铁、耐热合金和有色金属等材料的需要。

通过CVD法与PVD法涂层刀具的适用范围如表2-23所示。

表2-23 CVD法与PVD法各自的适用范围

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加工钢材时的涂层选用如表2-24所示,加工铸铁时的涂层选用如表2-25所示。

表2-24 加工钢时的涂层刀具

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表2-25 加工铸铁时的涂层刀具

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常用的CVD、PVD涂层牌号如表2-26所示。

表2-26 常用的CVD、PVD涂层牌号

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正确选用涂层是合理使用涂层刀具和充分发挥涂层功能的前提。下面就PVD涂层的选用提出三点依据。首先,还是要根据工件材料的分类及硬度。加工钢和铸铁一般用通用的TiN、TiCN, 硬度高的可用TiAlN;加工不锈钢选抗粘接的、导热性好的涂层;加工钛合金、镍基合金等难加工材料,切削温度高,要选耐热性好、耐氧化温度高的TiAlN、AlTiN等涂层;加工铜除通用的TiN外可选用CrN涂层;加工高硅铝合金要用耐磨粒磨损的涂层如TiCN;加工合成材料应选金刚石涂层或TiN、TiCN涂层。涂层的选用如表2-27所示。

表2-27 涂层的选用

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其次,要根据车、铣、钻、攻螺纹以及滚齿等工序类别。连续切削工序如车削、钻削宜选耐热性好的涂层,而断续切削的工序如铣削、滚齿宜选韧性好的涂层,钻头和丝锥可选表面粗糙度值小、不易粘接、有利排屑的涂层。

最后,从切削条件考虑。切削速度低的选耐磨粒磨损、抗粘接的涂层,切削速度高的选耐热的、耐氧化温度高的涂层,有冷却润滑液的加工选韧性好的涂层。

数控刀具选用指南

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☞来源:金属加工 

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