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刀具涂层机理及作用

版权所有:哈尔滨东安利峰刀具有限公司

刀具涂层机理及作用

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  • 涂层刀具分类

涂层刀具有四种:高速钢涂层刀具,硬质合金涂层刀具,以及在陶瓷和超硬材料(金刚石或立方氮化硼)刀片上的涂层刀具。

  • 刀具磨损机理及涂层作用

涂层是指在强度和韧性较好的硬质合金或高速钢(HSS)基体表面上,利用气相沉积方法涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物,使刀具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性。刀具磨损机理研究表明,在高速切削时,刀刃温度最高可达900℃,此时刀具磨损不仅是机械摩擦磨损,还有粘结磨损、扩散磨损、摩擦氧化磨损和疲劳破损,这5种磨损直接影响刀具的使用寿命。

而刀具涂层所起的作用表现为:

1. 涂层作为一个化学屏障和热屏障,在刀具与被切削材料之间形成隔离层

2. 通过抑制从切削区到刀片的热传导来降低热冲击涂层刀具的构成减少了刀具与工件间的扩散和化学反应,从而减少了物理磨损。

3. 有效减少摩擦力及摩擦热。刀具通过涂层处理,实现固体润滑,减少摩擦和粘结,使刀具吸收热量减少,从而可承受较高的切削温度。

4. 在陶瓷和超硬材料刀片上的涂层是硬度较基体低的材料,目的是为了提高刀片表面的断裂韧度,可减少刀片的崩刃及破损,扩大应用范围。

如图为涂层刀具与未涂层刀具的切削状况示意图

,刀具表面硬质层对涂层材料的一般性要求:

1.硬度高,耐磨性能好。

2.化学性能稳定,不与工件材料发生化学反应。

3.耐热耐氧化,摩擦系数低,与基体附着牢固等。