BW Professional Cutter Expert www.tool-tool.com

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Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.
Materiálová tvrdosť alebo aj tvrdosť je schopnosť pevného materiálu klásť odpor proti vnikaniu cudzieho telesa. Tvrdosť nie je fyzikálna veličina, pretože závisí od mnohých vlastností materiálu. Fyzikálne je hodnota tvrdosti bezrozmerné číslo, alebo pomer sily a plochy odtlačku (N.mm-2) - čo zodpovedá tlaku či napätiu. Aby nedošlo k zámene tvrdosti za pevnosť materiálu, udáva sa v bezrozmerných jednotkách závislých od meracej metódy.

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Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference source from the internet.Твёрдость — свойство материала сопротивляться проникновению в него другого, более твёрдого тела, а также свойство более твёрдого тела проникать в другие материалы.

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理論基礎與文獻回顧-兩種鍍膜方法之比較

理論基礎與文獻回顧-兩種鍍膜性質之比較

1.選材：

化學蒸鍍－裝飾品、超硬合金、陶瓷。

物理蒸鍍－高溫回火之工、模具鋼。

2. 蒸鍍溫度、時間及膜厚比較

化學蒸鍍－1000℃附近，2~8小時，1~30μm(通常5~10μm) 。

物理蒸鍍－400~600℃，1~3小時，1~10μm 。

3. 物性比較

化學蒸鍍皮膜之結合性良好，較複雜之形狀及小孔隙都能蒸鍍；唯若用於工、模具鋼，因其蒸鍍溫度高於鋼料之回火溫度，故蒸鍍後需重施予淬火－回火，不適用於具精密尺寸要求之工、模具。

理論基礎與文獻回顧-碳化鎢基材特性(1)

碳化鎢具有下列幾項特點：

（1）碳化鎢顆粒微小，具有優良耐微破裂特

性。

（2）鈷合金包覆碳化鎢顆粒，使其可承受壓縮

應力，增加耐脆性破壞強度。

（3）受冷卻收縮差異影響，發生壓縮變形前必

須超越Co 黏結層受 拉伸之局部預應力。

（4）冷卻時，Co 結構由FCC 變為HCP，可改

善黏結層局部延展性。

理論基礎與文獻回顧-碳化鎢基材特性(2)

影響WC-Co 合金強度的因素有：

（1）黏結相含量及粒度。

（2）碳化物粒度、結著度。

（3）合金碳量、低碳合金有關之Co3W3C

析出。

（4）殘留壓縮應力。

（5）組織的缺陷、不純物的種類及含量等。

理論基礎與文獻回顧-各種鍍膜的基本性質

刀具(基材)剖面OM100倍圖

實驗流程圖

實驗方法與步驟-刀具實驗實驗目的

本研究的刀具銑於SKD61模具鋼上進行切削，其中包含切削實驗、拋光程度實驗、鍍膜耐久度實驗，並觀察刀具的切削方式、排屑狀況、鍍膜損耗度來討論刀具的好壞。

銑削的同時，當铣削到每階段的長度時，停機取下刀具以OM量取刀具刀腹磨耗量，並進一步於SEM電子顯微鏡觀察磨耗型態及拍照記錄。被銑削材也在每階段長度量取其表面粗糙度，以便觀察刀具實際的磨耗型態。

本研究刀具參數測定試驗

實驗目的

先用同樣WC基材之TiAlN+PLC硬膜的銑刀，且大小規格一樣，在相同銑削對象為模具鋼，來進行不同轉速和進給的測試，由於不了解參數之預設條件，所以透過實驗與廠商提供參數條件來進行測試 。

實驗參數

本研究刀具參數測定試驗

實驗結論

在這些測試參數的過程中，在預定的進給率有大於500mm/min，由測試的圖片可看出來，進給率下太大會使銑削過程有被強拉的現象，使銑削不完全甚至有斷刀情況，經參考文獻後決定用進給率F：100mm/min的參數進行實驗。(上圖進給100mm/min，下圖進給500mm/min)

以流體拋光之銑刀進行切削實驗

實驗目的

以鍍TiAlN+PLC硬質薄膜之微小徑兩刃球刀，選用所測試出來的參數來進行實驗，以比較切削面的不同來判斷刀具的好壞，然後設定六種不同流體拋光程度的刀具，其為等級一~六的刀具來實驗。

流體拋光程度區分

以流體拋光之銑刀進行切削實驗

實驗結論

因由以上驗結果得知，流體拋光程度越久而使刀具越不銳利，使得在切削時聲音越大，且切削表面也因而越來越不平滑，而拋光等級一之刀具所切削出來的表面最佳，聲音也最小，反之等級六的最差。

拋光等級一

拋光等級二

拋光等級三

拋光等級四

拋光等級五

拋光等級六

鍍層材質比較實驗

實驗目的

鍍層材質的好壞，會影響一把刀具的耐磨耗性與使用壽命，切削性與表面粗糙度等，所以本研究將三把相同的刀具，以不同鍍膜材質來進行實驗，測試比較其鍍膜的磨耗程度與其使用壽命，並觀察紀錄鍍層對刀具的影響。

不同鍍膜刀具切削實驗SEM照片-NG

此圖為第23次切削時所拍的圖，其發生表面粗糙度變差，切削距離2300㎜。

此圖是第23次切削的鐵屑圖(左圖為500倍，右圖為1500倍)

不同鍍膜刀具切削實驗SEM照片-TiAlN

此圖為第5次切削時所拍的圖，其發生切削紋路異常，切削距離500㎜。

此圖是第5次切削的鐵屑圖(左圖為500倍，右圖為1500倍)

鍍層材質比較實驗

實驗結論

NG End Mills的鍍膜狀況較佳，適合用於高硬度材質上進行長時間的高速的加工，而TIALN還有改進的地方，由於鍍膜材質上的不佳，導致耐磨性較差不太適合運用在高速加工上，但是在正常加工上有不錯的表現，而PVT-ROSE的鍍膜漂亮適合度在手錶或其他裝飾品上增加可看度，也可增加耐磨，PVT-ROSE在銅鋁材料加工上有著不錯的表現。

氧化試驗

使用設備：快速退火爐(RTA)

操作參數：分別在300℃、500℃、800℃、

900℃、1000℃、1100℃五個溫

度下持溫一小時，升溫速率微

5℃/min。

分析：以XRD鑑定鍍膜在不同溫度氧化的相

變化，及分析不同溫度的氧化行為。

X-ray 分析

操作參數：Cu靶：40Kv、30mA

掃瞄速度：1度/分

掃描範圍：20〜80度

掃描間格：0.02度

使用目的：比較鍍膜在氧化前與不同溫度氧

化後之晶體結構及晶粒成長之優

選方位的差異變化，即分析鍍膜

氧化前後的相變化。

結果與討論-影響鍍膜品質之因素

（１）基材表面情況：如基材表面型態（粗糙度，微粒子的污

染等）、表面的化學性（表面的組成，污染物），機

械 性質、表缺陷及表面的穩定性等。

（２）濺鍍條件：沉積時入射離子的入射角度、基板溫度、基

板偏壓、沉積速率、腔體總壓、反應氣體流量、腔體

真空度、沉積時間、靶與基材的距離、殘餘氣體污染

及產生離子轟擊之能量。

（３）薄膜於基板表面沉積現象：界面的形成、界面缺陷的

產生、基板溫度、吸附原子的表面遷移率、薄膜的成

長型態及沉積時膜的性質改變等。

（４）沉積後的處理及反應：薄膜表面與週遭環境的反應、

腐 蝕及界面的退化等。

結果與討論-在銑刀铣削方面

（１）最適的刀具耐磨耗切削條件是雙層鍍膜、低切速、大 進給、大切深、逆铣削、正常化被切削材料，而且雙層鍍膜的耐磨耗性優於單層鍍膜與無鍍膜刀具。

（２）熱裂紋的生成隨著切削速度、切削進給、切削深度及被切削材的硬度增加而增加，並且以切削速度影響性最大。

（３）疲勞裂紋的生成則是隨切削進給、切削深度及被切削材的硬度增加而增加，而且順铣削方式也是造成疲勞裂紋的一項因素。

（４）雙層鍍膜的熱裂及疲勞裂紋數量及程度均小於單層，也就是雙層鍍膜有較高的防熱裂紋和防止疲勞裂紋的擴展性。

（５）再使用較高的切削速度時，可大量降低刀具之磨耗的影響性變大；切速越高所產生的磨耗量差別更大，而且雙層鍍膜的刀具在高速切削上較單層鍍膜有更顯著的抗磨耗表現。

結果與討論-鍍層氧化行為與XRD分析

隨著氧化溫度的持續上升，鍍膜抗氧化反應逐漸下降，而導致膜層的脫落或蒸發，而XRD的分析也隨著氧化溫度的上升而分析的結果發現鍍層以脫落，而這樣會導致刀具的壽命減短。

銑削刀具實驗中必須提出探討有幾個主要原因有

（1）TiAlN被覆刀具的刀腹磨耗量遠小於未 被覆刀具；被覆層的刀腹磨耗量隨切削量與切削速度的增加而逐漸加大。

（2）刀腹磨耗量對切削量的斜率可分為三個區域；低切速與低切除量時最低；高切速與高切除量時較高；為被覆刀具則有最大的斜率。

結論(1)

在刀具方面：由實驗測試和參考資料來了解低進給適合此刀具，而刀具在受到拋光程度的影響，可能會使刀具的銳利度減低，而在切削時會更不順暢，實驗結論得知拋光等級一的刀具最佳，切削表面最平滑和切消時聲音也最小，另外由實驗了解在刀具表面鍍上一層硬膜會增加刀具壽命、耐摩耗性…等一些增加刀具強度的性質。

結論(2)

在鍍膜方面：我們由幾個實驗(XRD分析、氧化實驗、維克氏硬度試驗)得知，鍍膜的耐熱性質，會隨著溫度的升高而鍍層硬度也會逐漸下降，導致刀具壽命降低；在XRD分析時在角度幾度時會反應出現什麼晶體結構，也依照溫度的上升而分析的結果發現鍍層脫落，而結果討論出來TiAlN+PLC的鍍膜耐摩耗性、切削面狀況和排屑狀況都比其他鍍膜(Tic、TiCN)來的好，且適合用於高硬度材質上進行長時間的高速加工。

結論(3)

本次專題在試驗多種刀具的實驗，不管在刀具拋光程度上的不同或刀具不同的鍍膜，以及切屑的SEM觀察和被切削材料的刀痕走向OM觀察，與鍍膜的氧化行為和XRD的晶體結構與晶粒成長的結構分析，讓我學到了許多儀器與實驗方法和製造流程與結果分析，非常感謝BW公司的指導與學校提供的設備和同儕的幫忙。

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Saw Blade with Indexable Insert Slitting Saw

Specialized in cutting soft material　|　Specialized in cutting metal　|　PCD-V type cutter specialized in PCB

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捨棄式圓鋸片 一體成型圓鋸片

軟材質專用圓鋸片　|　金屬材質專用圓鋸片　|　電路版專用PCD-V型刀

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產品特色

產品介紹

產品實測

測試數據

產品特色

一、根據渦流管內的氣流流動進行理論分析 ，可提高渦流館的絕熱效率。 二、壽命長：迅速產生超低溫冷風，無耗材，產品壽命長，設備成本低廉，可堪長久使用。 三、注油機：加上注油機之渦流管槍(冷風槍)可改善工件粗糙之狀況進而使工件表細膩度提 　　　　　　高，配合產口可產生超低溫冷風＋油霧，可於金屬切削加工時產生加乘之效果 　　　　　　，可增加刀具壽命、延長可加工時間。 四、環保性：無需使用任何電源以及冷煤，安全、乾淨，零污染。 五、冷風溫度：配備具有多層保溫層之「冷風玻纖導管」，降低環境溫度對冷風溫度之影響。 六、操作容易：使用上非常容易，藉由空氣壓縮機(建議5HP以上)驅動，即可產生超低冷風， 　　　　　　　人員不需經特別訓練即可使用，可輕易依需求調整冷風溫度、風量及油量。 七、調整容易：入油口加裝止逆閥，可避免加工停止時油品垂滴，及不需於下次加工時重複設 　　　　　　　定油霧量，可輕鬆調整選擇產生冷風，或冷風 + 油霧。 八、分離控溫：可以進行分離將熱氣排於適當地方、保持工作廠房制冷溫度。(限分離式產品) 九、產品應用：本產品可應用於電子產業、切割電路板、塑膠、壓克力面 、 大型金屬切割、 　　　　　　　木工、雕刻模具3D加工業切割銅、鋁、鑄鐵等，亦可進行奈米級切削機械加 　　　　　　　工、減少機台因溫度、震動等因素、提升加工品質。

產品效能 >>超低溫冷風可有效降低刀具溫度，避免刀具過熱，與切削形成燒結 ( 假焊 ) ，進而造成「刀具 　 崩裂」及「加工面損傷」。 超低溫冷風可中和切削部位之局部溫升，避免工件熱變形，影響加 　 工精度。經實測，相較於一般吹氣，超低溫冷風可降低切削時之「摩擦瞬間阻力」，使刀具壽 　 命延長，加工面更光滑。眾所皆知，油霧可於切削部位產生潤滑效果，亦具有保護刀具與使加 　 工面更光滑之效果。故超低溫冷風 + 油霧具有加乘之效果。

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Characteristics

Product Introduction

Product Testing

Testing Statistics

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Material : carbon tool steel, JIS-SK-5, High carbon steel, AISI-SAE1086 insert material is
　　　　changeable according to different work material like high hardness steel, Ti alloy,
　　　　copper, Al… etc.
Characteristics:
　　　1. Damaged insert may be changed at any time.
　　　2. Save cost of tool and work period.
　　　3. Increase work fineness.
　　　4. PCD insert may promote the accuracy a lot.
Application : for working T shape tank of any material. Good at heavy cutting and milling, high speed cutting, and general application.

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Type：aerospace tool >> NAS Countersink ST Drill ST1221JD-A Cutters for Standard
Diameter Pneumatic Tool
Product Norm： Accord with NAS Poeing Aerospace Maintance Cutter
Product：STANDARD TOOL PILOTED 100° COUNTERSINK
Application：When maintance worker finishes boring, they need pneumatic tool to do counterbore so that the air screw may match the aerospace material tighly to avoid air resistance and decrease air accidents.
Description...

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Type：Aviation tool>>Core Drill
Standard：Accord with NAS standard
Product：Machine Core Drill for aerospace industry
Application：Aviation Special Core Drill Cutter
Description...

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