隨著現代科學技術的發展,各種高硬度的工程材料越來越多地被採用,而傳統的車削技術難以勝任或根本無法實現對某些高硬度材料的加工。塗層硬質合金、陶瓷、PCBN超硬刀具材料因其具有很高的高溫硬度、耐磨性和熱化學穩定性,這為高硬度材料的切削加工提供了最基本的前提條件,並在生產中取得了明顯效益。  


    超硬刀具及其選用  

    超硬刀具採用的材料及其刀具結構和幾何參數是實現硬車削的基本要素,因此,如何選擇超硬刀具材料,設計出合理的刀具結構和幾何參數對穩定實現硬車削是十分重要的。  

    1,超硬刀具材料及其選用  

    塗層硬質合金  

    在 韌性較好的硬質合金刀具上塗覆1層或多層耐磨性好的TiN、TiCN、TiAlN和Al3O2等,塗層的厚度為2~18µm,塗層通常具有比刀具基體和工 件材料低得多的熱傳導係數,減弱了刀具基體的熱作用;另一方面能有效地改善切削過程的摩擦和粘附作用,降低切削熱的生成。  

    塗層按生成方法可分為物理氣相沉積(PVD)與化學氣相沉積(CVD)2種。 PVD塗層(2~6µm)主要包括TiN、TiCN、TiAlN等,其成分還在不斷地增加,如TiZrN。 TiN和TiC塗層的最高壓力分別可達到3580MPa和3775MPa,TiAlN塗層因缺乏可靠的彈性模量數據而得不到準確的壓應力值,高速切削實驗結果表明TiAlN性能最好。 圖1為這3種塗層硬度隨溫度變化的情況,在室溫下硬度最高,當溫度超過[Y;時,TiAlN塗層的硬度高於TiCN和TiN塗層。 圖2為加工鎳基高溫合金Inconel178時用2種切削速度v1=193.5m/min和v2=380m/min條件下的刀具壽命,實驗表明TiCN和TiAlN塗層的切削性能明顯優於TiN塗層。  

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