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金屬與切削工具
在金屬切削當中有四種物
質相互作用：(一)空氣(二)切削工具 (三)工件金屬 (四)切削油
 
(一)空氣
空氣含
有21﹪氧，和大多數金屬反應產生氧化層。通常此反應是隨即發生的，而且最初含氧層是看不見的。但當鐵金屬與氧化反應完全，最後可看到銹的形成。在很多案
例中，氧因能減少切削阻，而能真正協助切削的進行。
由實驗得知，對於一般金屬來說，在真空下進行切削，其阻力比在空氣中來得更大。而從實
務觀點來看，無論如何，空氣的存在是不可被控制或調節的。
(二)切削工具
在金屬加工方面有四種金屬基本切
削工具，我們依據不同的加工作業，不同的加工金屬而選擇不同的工具。通常使用的切削工具材質包括高速鋼、鑄合金、碳化物、陶瓷和鑽石。
要
做好切削作業，切削工具需在切削時能忍受高溫。大部份金屬及物質在高溫時會失去硬度，金屬切削工具及其它材料切削工具也是一樣。
另一影響
切削工具因素是硬度與韌度間的關係。硬度是指工具在切削時，抵抗磨損的能力。而韌度則是指震動負載下，工具不裂壞的能力。例如在不連續切削過程中，工具材
質越硬，越易碎。
越硬物質越易碎，但也越能抵抗磨損，在切削中也越容易突斷，切削工具的選擇必需平衡硬度和韌度兩條件。同樣，切削工具的
選擇也會影響到切削油的選擇。
我們可以由以下關於切削刀具的說明中，對此有更進一步的了解。

1．高速鋼

使用中速度切削操作，其速率約為每分鐘70公尺。高速鋼是含有諸如鎢及鉻元素的鐵合金，以增加其硬度和抗熱性；即使如此，它們硬度和抗磨
損的品質會因溫度高過600℃以上，而降到令人不能接受的地步。但可使用水溶性切削油，以保持其作業溫度低於600℃。

2．鑄合金
（鉻鈷鎢齊）

這些合金是非鐵元素，以鈷為基礎。當其溫度高過600℃時，比高速鋼更硬、耐磨性更佳。此可用於高速切削，也可用於
不易切削的合金及產生高溫的切削作業。

鑄合金對於溫度劇變非常敏感，例如切削作業的突然中斷。他們較適合於連續切削操作，可使用水溶性切
削油。

3．碳化物

廣泛使用在金屬加工工業，它們通常被稱為燒結碳化物或超硬合金。它們是由鎢、鈦、鈮、鉭
之碳化粉加在鈷模具中以高溫加熱燒結而成。改變金屬碳化物之比例及類別，則可產生不同種類的燒結碳化物。

燒結碳化物被使用是因為在高溫
1000℃時，仍保有硬度及耐磨性。它們通常被用作嵌入或可替換的切削刀頭，每一種刀頭都有不同的形狀及角度，隨著不同的需要，它可以重新安裝、儲存。

另
一種簡便的製作方法就是在切削刀頭上覆蓋一層碳化物，它的製作方法是將鈦碳化物及氮碳化物以蒸鍍的方法覆蓋在傳統的碳化物刀具上。這種方法製成的刀頭有很
高的抗磨性，而刀具本身也不易碎裂。

碳化物工具常與水溶性切削油共同使用，但必須謹慎選擇。某些添加劑是會腐蝕覆蓋鈷的金屬。

4．
陶瓷／鑽石

陶瓷切削工具主要成份為氧化鋁，能在高溫保有它們的硬度及耐磨性。但是，諸如前述，物質越硬越易碎，這使得陶瓷工具不
適合不連續切削或震動負載及溫度劇變。

加工時可使用非水溶性切削油（油性切削油）或完全不使用切削油，避免使用水溶性切削油。

最
硬的切削工具是鑽石，但是它也易碎。鑽石能從事矽含量高的鋁加工作業，這種合金因含有硬的矽粒子，會很快地磨損碳化物工具。它也適用於非鐵物質之研磨加
工，諸如石頭、水泥。

鑽石在高溫可被氧化，所以，對加工較難的合金不適用。因為它特別硬，所以常應用在研磨上。油性切削油或水溶性切削油
或合成切削液都可被使用。

(三)工件金屬
現在金屬加工實務包括切削各種金屬、合金，每一種都有它們的物理特性，
有些易於加工，有些不易加工。此機械加工性之等級乃是表示加工的難易度，不一定正比於金屬或合金的硬度。
當然，每一金屬有它的機械製造特
性，並且關係於切削油種類的選擇。
表中列出常用金屬及合金之機械加工性等級：
圖表５３．金屬機械加工性之等級
金屬或合金
加工性等級
鋁
300-1500
黃銅
200-600
碳鋼
40-70
銅
60-70
不銹鋼
23-45

1．鑄鐵

一般的灰鑄鐵以鐵為主要成份，外加一些散布的石墨。鑄鐵易於加工製造，而且不用切削油也可切削，但容易產
生廢細屑及黑色塵粉。

可以煤油作為切削油，通常用過濾器把廢屑及塵粉過濾。也可以採用特別設計的水溶性切削油或合成切削液，其形成清晰溶
液或乳化液，穩定性高，不會和鑄鐵粒子起作用。

2．球狀鐵（SG）

另一種不同型式的灰鑄鐵是球狀鐵或SG
鐵，常用來製成引擎體或其他零件。由成份較多之鐵加上球狀散布的石墨組成，與灰鑄鐵一樣易於加工，但比灰鑄鐵有較大的拉長強度及韌性。

如
同灰鑄鐵一樣會產生廢屑及塵粉，我們也可以使用與灰鑄鐵類似的切削油。

3．鋼

我們這裡所談到的鋼包括一些
常用的金屬，但是不包括不銹鋼。鋼的機械加工性範圍很大，所以切削油也廣泛的有選擇性，且必需考慮到鋼的特性。鋼的含碳量越高，硬度也越高。然而金屬越
硬，機械加工性越差。例如碳含量從0.3﹪到0.6﹪，一般使用水溶性切削油。再增到
0.6﹪以上，則須要使用具有極壓添加劑之切削油。熱處理及硬化加工會影響到機械加工性，合金如鎳和鉻常被用來硬化鋼材，它們也會使機械加工性減小。

在
另一方面，例如錫或硫也可能增加鋼的機械加工性，係所謂的易削鋼。硫產生硫化錳粒子，在剪力平面上打開了微小裂縫，在主變型區減少了剪切抗力，鉛也具有相
同的效果，易加工鋼通常是使用水溶性切削油或合成切削液。

4．不銹鋼等

不銹鋼、耐熱合金及鎳合金是鋼中較
特殊的，含有高含量鎳、鈷。它們硬且低熱傳導性，此使得在碎屑中形成高溫，及工具與碎屑交互面的溫度也很高，工具磨損很快。減少工具磨損可由放慢速度及控
制好給進速率，以避免加工較硬的工件時，工具的過度磨損。

油性切削油特別是含有高極壓添加劑者是此類鋼中主要切削油，需要注意的是某些切
削油含有活性硫，能使高鎳含量合金產生污點。

5．鈦合金

鈦及鈦合金比不銹鋼更不容易加工，具有非常低的熱
傳導性，在切屑及工具之界面上溫度很高，鈦在壓力下有與切削工具熔接的傾向，會使工具提早磨損。

這些問題的解決方法都是採用較低切削速
度，及採用高極壓添加劑含量的切削油。

6．鋁及合金

純鋁是很難加工的，因其常常黏在刀具上。工業用鋁一般
均為鋁合金，鋁中含少量銅可大大增加機械加工性。

油性切削油及水溶性切削油均可用來加工鋁合金，油性切削油應該選擇低黏度，且含有脂肪或
氯添加劑者，它們可以幫助滲透或減少切屑與刀具的熔接。水溶性切削油應該選擇加有脂肪添加劑，並且其乳化液的PH值不應太高。因為PH值太高，會使鋁的表
面起污點。

有些鋁合金含有高量的矽（即8～16﹪），加入如此含量的矽可降低熔點及黏度，使得壓鑄作業更加容易。但是由於合金本身軟，加
上硬矽粒子，會造成刀具快速磨損。極壓水溶性切削油適用於矽含量高的鋁合金切削作業，這種水溶性切削油含有較多的氯及脂肪添加劑。

7．
銅及合金

純銅就像純鋁一樣的黏，因此加工不易。純銅也產生長且連續的切屑，這種切屑會干擾切削過程，但此問題可由加硫或鉛來克
服。

黃銅為鋅及銅之合金，易於加工，產生不連續之切屑，它的機械加工性會因鉛的加入而增加。

一般來說，黃銅及銅可用水溶
性切削油來加工。有些切削油含有強鹼，脂肪酸及硫，它們對銅有腐蝕作用，所以選擇適當的油是很重要的。當非常注重表面光度時，可選用無腐蝕性之水溶性切削
油或低黏度含脂肪礦物油的切削油。加工困難的合金包括青銅合金及含有鎂、鋁、磷之合金，則可使用極壓添加劑和脂肪含量較高的油性切削油。

8．
鎂及鎂合金

鎂及鎂合金易於加工，而且容易產生加工碎屑。很重要的一件事是應避免切削時所產生的高溫，因為高溫會使鎂燃燒。

由
這點來看，水溶性切削油似乎較理想，但是水中的氧會與刀具的尖端的鎂因高溫發生反應。因此水溶性切削油從不使用在鎂加工上，正確用油是低黏度油性切削油。

 
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我是一個便利商店的早班正職人員，每天早上8點上班下午4點下
班；月休5天，扣除勞、健保後平均月薪22000。
但是如果你問我一年以前的工作待遇；最基本的喔！不包括獎金！
月薪35000（底薪
32000+津貼3000）保障年薪14個月。
我在12年前退伍進入銀行工作，從最基礎的一般櫃台行員做起(當時的起薪25000)；那時聽人家
說在銀行要升遷，最好要有證照與高學歷的加持，於是我在入行後的隔年，選擇假日進修，費時3年拿到財金碩士學歷；並且在我踏入銀行業起的5年內，將金融研
訓院與證期會還有保險公會的金融證照幾乎考齊！
從證券商高級業務人員、期貨商業務員、投信投顧業務員、票券商業務人員、信託業業務人員、銀行內部
控制與內部稽核、人身保險業務員、投資型保險商品業務員、財產保險業務員、金融市場常識與職業道德、外幣收付非投資型保險銷售
人員、理財業務人
員……夯不啷噹的12張證照，累計花了我一萬多元的報名費，與無數的時間在念書上。
終於；我有幸在我踏入銀行業的第5年，轉到理財業務部門服務，
開始了我百萬年薪的職涯；因為我踏入財富管理這行的時間點，正好是全球股市正處於向上攀爬的顛峰時間；投資商品不管賣甚麼給客戶，客戶幾乎都是賺錢，所以
我每個月
的業績獎金大都是20萬起跳，我的平均月薪介於20~30萬元之間。
是的；沒錯，我曾經是一個年薪400萬以上的理財專員！
我
們的業績獎金算法，是以底薪為基準；底薪乘以十，就是你每個月最基本的手續費收入之業績目標，當妳的手續費收入達到目標後，所有收取手續費中的十分之一，
是你個人當月的業績獎金。
以我個人的業績算法為例：
底薪32000×10=320000…業績目標
假設當月手續費收入
2000000÷10=200000…業績獎金
200000+32000=232000…我這個月的薪水
相信在此你們也發現，銀行在銷售
理財商品時，所收取的無風險手續費收入有多少了吧，難怪現在的銀行一窩蜂的投入財富管理的市場中。
且為了加強我自身的本職學能與競爭力，我之後更
利用假日自費進修CFP課程，終於在2008年，我通過了五個模組的測驗，拿到了CFP認證。
那一年應該是我人生的職場顛峰吧，我名片的抬頭從業
務主任變成業務襄理，我的基本起薪從32000，調高為35000；但是我做的還是理財專員的工作，服務的還是那一群客人。
儘管我名片的抬頭從理
財專員，變成資深理財專員，到理財中心業務主任，現在是理財中心業務襄理；但是我的本名還是不變，還是36年前我媽幫我取的那個！
2009年是我
從雲端跌到谷底的一年；我在那年的5月因為猛爆性肝炎住院！！！
猛爆性肝炎---一種致死率90%以上的急症！
我還記得，我當天中午是因
為肚子痛到站不直，才去掛急診；在急診室驗完血、照完超音波後，醫生馬上安排我住院，因為我當時的肝指數，也就是俗稱的GOT/GPT值是
2974---(正常的肝指數是在40以下！)
而超音波的報告顯示，我的膽囊是一般人的1.5倍大；正所謂肝膽相照，因為我的肝臟發炎而併發急
性膽囊炎！
醫生說我運氣真的很好，如果我沒有併發膽囊炎，就不會肚子痛到掛急診，就沒有機會在猛爆性肝炎發作前趕緊住院治療！
我在醫院躺
了一個月；其實猛爆性肝炎也沒有甚麼不舒服，就是很累，人覺得很累，但是卻累到睡不著覺，全身無力，在我住院初期，連上廁所都要人家攙扶。
在我住
院期間最讓我難過的是，我當時2歲的兒子在病床邊跟我說：把把抱抱！
我竟然無力起身，將他抱在懷裡；盡管時間過去已久，但現在有時午夜夢迴，我突
然想到那時的情景，我真的心中還是會有想哭的衝動！
當時的我真的很怕我就這樣離開人世！
如果我走了！？
我兒子怎麼辦？我老婆怎麼
辦？我爸怎麼辦？我媽怎麼辦？
所以在我出院之後，我就把工作辭了！
如果你問我：在銀行工作了12年，我有甚麼成就？
就如同親朋好
友所預期的，大家所想的那樣，一家大型金控旗下銀行的分行理財中心小主管，兼任理財專員，連續六年三百五十萬元左右的年薪，一台三菱Outlander
2.4休旅車、台北市50坪加停車位的社區住宅、銀行帳戶裡七位數的存款。
妻子、兒子、房子、車子、銀子五子登科，也許很多人會羨慕我小有成就，
但是在我生病之後，驀然回首過去，我會告訴你這不是幸福更不是快樂。
因為在瘋狂的期待將來有著百萬年薪、名牌轎車時，你的下場十分有可能像我一
樣；這些奢侈的物質生活背後，是我犧牲了身體健康，與許多陪伴我兒子成長的時間去換來的，這些奢侈的物質生活，對許多理財專員而言，根本連去使用的時
間
都沒有。
從我擔任理財專員開始，假日可能別人是全家大小一起出遊，但我是去補習班上課，念書準備CFP考試，為的是要自我成長，讓我在財富管理這
條路上走得比別人更長、更久、更寬廣；但是我犧牲得卻是自己休養生息的時間，以及和家人
一起相處的時光。
尤其是在2008年金融海嘯時
期，我幾乎是一天工作18個小時以上；不騙你，我真的有客人，在半夜3點，美國股市盤中大跌時，打電話問我美國股市發生了甚麼事？
我還記得那天我
正好也失眠睡不著，盯著電腦螢幕的Stock-Q網站，思索著該如何面對明天客戶投資虧損上門詢問時，我要用甚麼理由、應該怎麼解釋美股的大跌、歐股的下
挫、亞股的修正？
客人聽我在半夜3點還可以很清醒的回答她問題，跟我說：嗯~我有隨時在注意市場變化，我是一個很盡責的理財專員？！
一個
很盡責的理財專員！？
好一句沉重的讚美，但是你可知道在這句讚美的背後我犧牲與付出了多少？
曾經在電視新聞中看到，新聞節目專訪某銀行的
一位超級理財專員，他說他可以背出他所負責客戶的身分證字號！
這哪有甚麼？這是擔任理專的本職學能，這剛好而已好不好；我的前20大客戶，不要說
他本人的身分證字號，包括她的家庭成員，聯絡電話、工作背景、我都如數家珍；更遑論客戶目前的投資商品與過去的投資獲利狀況、目前資產配置情形
我
都可以倒背如流！
而且為了讓自己顯現的專業，我花錢、花時間念書考額外的金融認證；為了維繫我和客戶之間的關係，我還曾經幫客戶念大學的女兒做過
財金相關的作業報告；假日，和一個虔誠的基度教徒客戶，參加他們教會的禮拜，儘管我家是拿香拜拜的，但是為了保持和客戶良好的關係，我不敢拒絕她熱情的邀
約，我還是去了...！
花時間維繫我與客戶之間的關係，最直接忽略的就是和我最親近的家人，在我生病之後，更讓我驚覺，如果沒有機會和妳的家人，
一起享受這一切，那麼我這一切的努力都是毫無無價值的…！
因為當你如果不幸遇到和我相同，這個大病初癒的時候，你就會和我一樣恍然覺得，你過去所
付出的一切，是將一生最寶貴的青春架構在自己的痛苦上，只是為了去追求人人所稱羨的名利雙收，你將會發現，你所做這些是多麼樣的不值得！
我還在銀
行擔任理專時，每天注意的，不外乎是今天股市的漲跌幅多少、線圖走勢的技術分析如何、各種市場訊息該如何解讀；然後統計我今天賣了多少基金、保險、連動
債，累積了多少手續費收入、我這個月業績獎金可以領多少？
之後再統計我的全行排名是第幾名，年終尾牙宴上可不可以上台接受董事長的表揚，從他手中
接過一張製作精美、內容讚揚嘉許，但是成本不到100元的獎狀！
而在我追求所謂的成就的同時，卻完全忽略了我兒子從出生，到會坐、會爬、會走路；
忽略了他會哭、會笑、會搞怪；我當時甚至覺得，這個臭小子在我專心研究技術分析時，纏著要我抱他很煩！？
我還曾經一個禮拜，出門上班時他還在睡
覺，下班到家後他已經熟睡了，一整個禮拜沒有看過清醒的他！
而現在；我竟要從我老婆過去所拍的照片，與錄製的影像檔中，搜尋我兒子從出生到2歲前
的成長紀錄與回憶！
天啊！我真的是一個不盡責的父親！！！
十分之一的手續費收入當業績獎金？所以手續費收越多，業績獎金就賺越多？
各
位~那些只不過是老闆用盡你的時間、榨乾你的精力之後，吐回一點給你而已，比起你的犧牲與付出，這些並沒有什麼了不起的…！
在我大病初癒之後，我
精算了一下，以我過去所累積的所得，加上父母將來應該會留給我的資產，我其實真的可以不用再出來工作了；但是活動、活動，要活就要動，因此我選擇了一個上
下班時間固定，簡單無業績壓力的工作來做！
我朋友笑我說，我應該是中華民國便利商店史上，最專業的收銀員了！
因為哪一間便利商店的收銀員
有10年以上的金融機構現金收付相關工作經歷，擁有財金碩士學歷，12張專業金融證照，外加CFP認證的呢？
現在我的月收入不到我之前的十分之
一，但是我每天可以有更多的時間可以陪我兒子，可以準時10點上床睡覺，有充足的睡眠；下午四點下班後，可以去附近小學操場慢跑3000公尺，五點回家洗
好澡後，開車載我兒子去接我老婆下班；我不用擔心全球股市大漲大跌的影響，我不用擔心手續費收入太少會被釘業績；我只要擔心我老婆今天上班累不累？我兒子
今天過得開不開心？我老爸的血壓有沒有維持正常？我的肝指數有沒有在正常範圍內！
前悠遊卡公司董事長、國民黨榮譽主席連戰先生的長公子連勝文先
生，日前在辭去悠遊卡公司董事長一職時曾經說過：這個世界上沒有任何一樣工作，值得拿命去換。
聽的我真的是感觸良多、心有戚戚焉啊！
也因
此我覺得我這個病，生得很值得，因為它讓我看清楚與體會到，人生在世最該要在乎的是甚麼？
如果現在有人問我，我的成就是甚麼？
對我來說錢
夠用就好，該玩樂的時候就要玩樂，該睡覺的時候就要睡覺，現在的我，能夠把時間和精力花在對我最重要的家人身上，這就是我的成就！
 
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，
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Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com
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No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com /
FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan
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弊社の製品の供給調達機能は：
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BW специализируется в
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R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech
coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space
and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS
end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter,
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熔射基本原理
熔射，又称热喷涂或喷焊，
其基本原理是将材料（粉末或线材）加热 熔化，在气体带送高速下 冲击附着于底材（或工件）表面
、堆积、凝固形成膜厚或涂层，达到防腐蚀、防锈、耐磨、润滑、表面粗糙化、吸附、绝缘、绝热....等目的。
熔射是表面处理中的一项特殊
处理技术，用途广泛。
热熔射材质形态和热熔射种类
热熔射材料种类分为粉末和线材两大类,
熔
射热喷涂种类
一．火焰线材熔射（Wire Flame Spray）
  
1.火焰熔射的热源来自氧气与燃气混合燃烧的火焰，线材经火焰中心
熔化，再经高压空气雾化成细微颗粒及加速带送吹向底材表面，堆积、凝固形成涂层或膜厚。
  
2.火焰燃气可使用以下几种：乙炔、丙烷、氢气等。
  
3.一般火焰线材熔射适用于：机械零件补修、耐磨、钢构桥梁的防腐蚀防锈、半导体、面板、光电制程模具，金属艺术品制作。
二．火焰粉末熔
射（Powder Flame Spray）
  
1.火焰粉末熔射，其基本原理同火焰线材熔射，差异在于送料方式不同，火焰粉末熔射的材质型态是粉末，所以在材质选择方面火焰粉末熔射比较多，因为不是所
有的材质都可以做成线材。
   2.其所熔射出来的涂层或膜厚的表面粗度、大小取决于粉末颗粒大小。
其涂层的硬度则取决
于粉末材质的选用。
三．电弧熔射（Electric ARC Spray）
 
1.电弧熔射，要将两条各自带有正电负电的相同金属线接触产生电弧，瞬间产生高热将金属线材融化，再经高压空气吹细雾化，带送吹向底材（或工件），堆积、
凝固成涂层或膜厚。
  2.一般适用于：防腐蚀防锈处理、机械加工修补、半导电、面板、光电制程的模具，表面粗化处理。
四．
高速火焰熔射（HOVF）
  
1.高速火焰熔射，其基本原理类似火焰粉末熔射。差别在于受高速火焰熔射带送的粉末速度快很多，粉末以超音速（约600m/sec）冲击堆积凝固于底材表
面，其形成的涂层结构比较结实紧密，涂层的机械强度远大于火焰粉末熔射的涂层。
  
2.高速火焰熔射可使用于以下几种燃气：丙烷、丙烯、氢气、天然气及煤油。
高速火焰熔射适用于：耐磨耗、耐冲蚀、耐高温、耐腐蚀...等
环境，该熔射涂层可非常有效地保护工件，不致受到立即性的破坏，进而延长使用寿命。
五．大气电浆熔射（APS）
  
1.电浆熔射原理，系气体（氩、氢、氮、氦）离子化之后所产生的高热现象，换句话说也就是电能激发气体，转变为热能现象，当中所产生的电弧温度可能达
12000°C。 电弧形成之后，再将粉末注入到火焰中心， 使其溶化并以约300米/每秒的高速撞击工件表面（母材）而形成涂层（Coatings）。
六．真空电浆熔射（VPS，LVPS）
  1.电浆熔射可分为两大类：
 
（一）、大气电浆熔射（简称APS）
 
（二）、低压或真空电浆熔射（简称为LVPS或VPS）真空电浆熔射原理和大气电浆熔射完全一样，唯一不同的是前者系在一个真空环境的舱体内做熔射其最大
的好处是：
   一、涂层致密
   二、氧物化极少
   三、质量稳定结合力极佳
热
熔射的设备
一.火焰粉末（Powder Combustion）
   1.6P-II
    
火焰粉末喷枪
二.火焰线枪（Wire Combustion）
   1.14E 火焰线枪
    
使用气体：氧气(O2)、乙炔(C2H4)、丙烷(C3H8)、氢气(H2)、高压空气(Compressor Air )
三.电弧熔射
（Arc Wire）
   1.SmartArc电弧熔射机
    SmartArc熔射机搭配机器手臂（ROBOT）
    提高工作效率与工件熔射质量
   
适用线材：铝线、铜线、不锈钢线、铝青铜、钼线…（大部分金属线材都可适用）
四.高速火焰（HVOF）
   1.DJ
Gun
     DJ 高速火焰喷枪
   2.WOKA JET 新款高速火焰喷枪
     控制系统
：UniCoat
     使用煤油做燃料
五.电浆熔射（Plasma Spraying）
  
1.电浆熔射系统 - 9MB喷枪，F4喷枪
   2.GenSys-ITSC
   3.SOCHATA.
  
4.UniCoat Plasma System
     UniCoat 电浆熔射控制系统 
六.其他外围产品
（Other Products）
   1.隔音室 ( 单开气压式活动门 )
     Sound Proof
Cabin
热熔射的材料
Thermal Spray Powder ( 熔射粉末 )
Self-Fluxing
Powder ( 硬面自溶合金粉末 )
　 　 Cobalt Base 　 Nickel Base
Ceramic
Powder ( 陶瓷系列粉末 )
　 　 Aluminum Oxide 　 Chrome Oxide 　 Titanium
Oxide 　 Zirconium Oxide 　
Carbide Powder ( 碳化系列粉末 )
　 　
Chrome Carbide 　 Tungsten Carbide
Abradable Powder ( 软性可磨耗系列粉末 )
　 　 Aluminum Base 　 Cobalt Base 　 Copper Base 　 Nickel Base 　
　
　 Plastic Base
Alloy Metal Powder ( 金属合金系列粉末 )
　 　
Aluminum Base   Cobalt Base 　 Copper Base    Iron Base 　
　 　
Molybdenum Base 　Nickel Base 　 Titanium Base 　 Cermet 　
Thermal
Spray Wire ( 熔射线材 )
Arc Wire ( 电弧枪用线材 )
　 　 Aluminum Base
　 Copper Base 　Iron Base 　 Molybdenum Base 　
　 　 Nickel Base 　
Silver Base 　 Tin Base 　 Titanium Base 　
　 　 Zinc Base 　 　 　 　 　 　
　
Combustion Wire ( 火焰喷枪用线材 )
　 　Aluminum Base  Copper
Base 　 Iron-based  Lead Base 
　 　Molybdenum Base 　Nickel Base 　
Silver Base 　 Tin Base 
　 　Zinc Base
Braze Materials (
硬焊填料 )
Powder ( 硬焊粉末 )
　 　 Cobalt Base  Nickel Base
Activated
Diffusion Braze Alloys ( 活化硬焊用材料 )
　 　Nickel Base
Pack
Diffusion ( 扩散涂层用材料 )
Standard and Superalloys Filler Materials (
超合金粉末 )
　 　 Cobalt Base  Nickel Base
　 　 Auxiliary
Materials ( 其他材料 )
Masking ( 遮护用材料 )
　 　 Liquid
Cleaning
(Blast) ( 喷砂材料 )
　 　Aluminum Oxide 　 Steel
Sealers ( 封孔剂 )
　 　Liquid 　 Wax  
Masking Tape ( 耐热胶带 )
-
耐熔射高温、抗喷砂、耐磨、不残胶﹍等特殊胶带.
  -宽度： 0.5" , 1" , 1.5" , 2" (英吋) 四种宽度
  
-长度： 36 (码) 
熔射的工业应用
应用范围：汽车工业、航空工业、电力工业、纺织工业、印刷工
业、医疗工业、防腐蚀工业、半导体设备工业、液晶显示（TFT-LCD）工业等，应用非常广泛。
目前在国际上制造熔射机设备公司：
1.熔射设备公司SULZER（USA）：http://www.sulzermetco.com/
本文是虎子休闲吧收集网上的资料整理出来给大家分享学习的。
转载请注明原文地址：http://huzi168.com/std/2010/0422/981.html
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以下是离心机与带机、板框压滤机的比较
离
心机是继板框压滤机和带式压滤机之后，又一代新型先进的污泥脱水设备，在国外早已是污泥脱水的首选设备。它与板框压滤机和带式机相比，有着独特优点，具体
体现为：
一、一次性投资成本：
如每天处理源水2000m3，泥水混合物一般5%左右（不同行业不同处
理工艺水中悬浮物会有差别）即100m3/天，使用我公司生产的一台350型离心机就可以满足生产需求，350型出厂价8万元/台，包括安装调试和半年保
修，终身免费维护！350型离心机（指进机前的混合物）正常情况下一般达到8m3/h左右（根据不同的物料定）。350型设计处理量4—10m3/h,一
台一米带式机至少十万，它的处理量为10m3/h左右。与板框机的价格比一次性投资成本也不会高多少，在江苏常熟张桥镇一家污水处理厂日处理污水6000
方,使用10台120m2的板框机还来不极处理污泥,可见板框机的处理能力有多大,操作麻烦,劳动强度大，滤布需经常更换,长期使用还是离心机合算。
二、
加药成本：
离心机的投药量比带式机的投药量要节省，一台350型离心机一天工作8个小时用药量在二至三公斤，视污泥而定。离心
机对很多物料甚至可以不加药就能取得较好的处理效果。比如：制革、造纸、毛纺、乙炔气渣、屠宰、矿山尾砂等粗颗粒容易沉淀的物料，不需要絮凝剂。这就大大
降低了加药和处理成本。板框机处理的时候也要加入少量的絮凝剂。
三、长期使用成本：
离心机在使用时耗
电比带式机高三到四个千瓦，按每天工作八小时计算每天多三十元。而离心机在整个脱水过程中，不需要水冲洗，只是停机时用少量水自动冲洗一下内部的螺旋推料
器即可，带式机就不同，一台一米带式机每天需要六七十立方的水进行滤带反冲洗，这些反冲洗的水再回流重新处理，按每立方水2.5元的处理成本每天就增加至
少150元的成本，如果用自来水反冲洗成本更高，两者相比每天可节省120元的费用,一年至少可节省4万元。板框机在处理完污泥就要对滤布进行清洗，不然
就影响处理效果，增长处理时间，费时费力。
四、对污水性质的适应性：
离心机对污水性质适应性较强，不
管哪种污水它都能适应处理，有的不加药处理，有的加少量药能处理，特别对于一些带酸性、碱性、油性，带脂肪性、粘糊性较大的污泥，其它二种设备完成难度就
很大。滤布容易被污泥堵住，污泥颗粒过细有油性有粘度就不容易处理。离心机是以泥与水的比重差，经过离心力快速重力沉降使泥水分离。
五、
安装：
离心机质量可靠、性能稳定，安装操作方便，不需低脚螺丝固定，只要做一个普通基础将
设备摆上，接上进料管即可运行。
六、占地面积：
一台350型占地3m2左右，是一台一米带式机的面积
6-7m3要比离心机大，一台板框的占地面积也比离心机大的多，特别对一些厂房面积较紧缺的单位，节约使用场地，更加适用。
七、
操作：
连续进出料，连续工作，劳动强度低。一人可同时操作多台离心机设备。进泥时调节好污泥的浓度与污泥量，调节好加药量即可
自动连续的处理污泥。板框压滤机劳动强度大，操作也很麻烦。
八、工作环境：
离
心机整个脱水过程在封闭状况下进行，工作环境好，而带式机是在敞开条件下进行，整个环境就不那么好。有些板框机在长时间压干污泥后就要人工一块一块板的卸
污泥,费时费力。
九、维修：
离心机主要易损坏是轴承。目前我公司采用哈尔滨产的轴承，如客户
要求也可以改成进口NSK或SKF轴承，用国产轴承若操作人员按规定对轴承加润滑油和定期维修保养，就不容易损坏，其他没有什么易损坏件，整台设备为钢质
结构，对易磨损部位加衬钨钢，保证设备质量。而板框压滤机滤布，板框，泵易损坏，一块滤布每平方米至少几十元，更换上去使用一个月左右就要重新换洗，二个
月更换一次新布。带式机它是敞开的，一些传动部分都直接接触污水，容易损坏，如滤布跑偏，滤布容易破坏，更换滤布带增加维修成本。
 
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【内容提要】
本章主要介绍平面与成形面
加工刀具的类型、结构和工作原理，如铣刀、成形车刀、成形铣刀。
【目的要求】
1．明确平面与成形面加工刀具的类型；
    2．掌握铣刀的结构特点、切削参数及应用场合；会根据具体加工工艺情况选择铣刀的类型。
   
3．了解成形刀具的结构及性能。
【本章内容】
第一次课
§7-1
铣 刀
在金属切削加工中，铣刀是最常用的平面加工刀具。铣刀不但能完成简单平面的加工，而且还能完成不同方位平
面的加工，或由多个简单平面构成的表面的加工。
铣刀的种类很多，常用的有圆柱铣刀、端铣刀、键槽铣刀、立铣刀、模具铣刀、半圆键槽铣刀、
三面刃铣刀、角度铣刀、锯片铣刀等。
本节以圆柱铣刀和硬质合金端铣刀为代表，来讲述铣刀切削部分的几何角度、铣削要素、铣削方式和铣削特
点等，并简介其它常用铣刀的结构特点与应用等。
一、铣削运动
铣削的主运动是铣刀的旋转运动。进给运动一般
有纵向、横向和垂直进给。
二、铣刀的几何角度
1．圆柱铣刀
圆
柱铣刀有直齿和螺旋齿之分，前者切削刃与铣刀轴线平行；后者切削刃与铣刀轴线成一螺旋角Wc，。对于直齿圆柱铣刀，其前、后角在主剖面中表示，由于进给剖
面与主剖面重合，故有：
对于螺旋齿圆柱铣刀，为了制造与测量的方便，一般标注法前角γn。法前角γn与前
角γo的关系由前述可知，tanγn=tanγocosλs，而后角在主剖面Po内测量，即αo。
铣刀的刃倾角λs，即为铣刀的螺旋角
ω。对于直齿圆柱铣刀，λs=0°对于螺旋齿圆柱铣刀，λs=ω。
螺旋齿圆柱铣刀，因螺旋角ω的缘故，铣削时切削刃是逐渐切入、切出工件金属层的，
再加上同时工作齿数多，故铣削较直齿平稳，排屑也比较顺利；又因λs=ω，也具有斜角切削的特点，因此实际切削前角γoe比γn大很多，这就大大改善了切
削条件。
2．端铣刀
由于端铣刀每一个刀齿即为一把车刀，因此，端铣刀的几何角度与车刀相
似。
通过对车刀、钻头和铣刀几何角度的分析可知，尽管它们的结构与形状不同，但以切削刃为单元，则分析它们几何角度的方法和所得的结果是
相同的。
3．铣刀几何角度的选择
铣刀几何角度的选择，除遵循第四章刀具几何参数的选择原则
外，还必须考虑铣削的自身特点，如铣削过程的断续切削和切削厚度随时变化等。对于硬质合金端铣刀为避免刀齿受冲击后而崩刃，一般将前角与刃倾角均选成负
值。
三、铣削要素
(一)铣削用量
如图所示，铣削用量的计算
如下。
1．铣削速度
式中do—— 铣刀的直径，mm； n—— 铣刀转速，r／rain。
2．
进给量f
铣削进给量有每齿、每转和每分钟三种表示法。
(1)每齿进给量fz
指铣刀每转过一个刀齿时，铣刀与工件的相对位移，单位为mm／z。
(2)每转进给量f 指铣刀每转一转时，
铣刀与工件的相对位移，即
式中z—— 铣刀的齿数。
(3)每分钟进给量
νf 指铣刀相对于工件每分钟的位移量，即
3．铣削深度ap
指基面内平行于铣刀
轴线度量的切削层尺寸。
4。铣削宽度ae
指在垂直于铣刀轴线的平面内度量的切削层尺寸。它
是铣削时特有的一个参数，其大小取决于同时工作齿数的多少。
(二)切削层参数
1．
圆柱铣刀
(1)切削厚度hD 指铣刀相邻两齿所形成的加工表面问的垂直距离，即
式中 ψ——瞬时接触角， 通常以ψ=δ/2处的切削厚度为平均切削厚度，于是有
式中hDav——铣削时的平均切削厚度，mm。
(2)切
削宽度bD 根据定义，切削宽度是在基面内沿加工表面所度量的切削层尺寸。但为研究问题方便起见，常采用实际切削宽度bDs，即铣
刀切削刃与工件切削层的实际接触长度。对于直齿圆柱铣刀铣削时，bD=ap=常数，由于每一个刀齿突然切入与切出，故铣削力波动大；对于螺旋齿圆柱铣刀铣
削时，由于螺旋角ω的作用，bDs是变化的，刀齿刚切入工件时，bDs很小，以后逐渐增大，切离时又逐渐减小，因而铣削过程较直齿平稳。
(3)平
均切削总面积ADav 铣削时的切削总面积为各刀齿切削面积之和。但因铣削时每齿的切削厚度hD是变化的，螺旋齿圆柱铣刀的切削宽度也是变化的，
并且同时工作齿数ze也在变化，所以直齿、螺旋齿圆柱铣刀铣削时的切削总面积是变化的，故常用平均切削总面积计算：
式中 Qz——单位时间内的金属切除量； z——铣刀的齿数。
2．
端铣刀
(1)切削厚度hD 在端铣时刀齿切入、切出时的切削厚度为最小，在铣刀中心
移动的轨迹位置时切削厚度为最大。其任意一点的切削厚度为：
式中
ψ——瞬时接触角，是由铣刀中心移动轨迹分别向切入或切出位置两侧度量的角度。
根据数学推导，平均切削厚度为：
式中δ——切入角(δ1为切出角)。
(2)切
削宽度bD 在铣削过程中，切削宽度保持不变。
(3)平均总切削面积ADav
 
 
 
 
第四次课
四、铣削力
1．作用于铣刀上的铣削力
铣削时，由于切削变形与摩擦，铣刀每一参与切削的刀齿上都受到铣削力。为了实际应用，通常假定各刀齿上的铣削力的合力F作用于某个刀齿
上，并将它分解为三个相互垂直的分力。
(1)主切削力FC 它是作用于铣刀圆
周切线方向的分力，也称圆周力，消耗功率最多。
(2)径向力Fp 它是作用于铣刀半径方向的
分力。它使刀杆弯曲，影响铣削的平稳性。
(3)轴向力FO 它是沿铣刀轴线方向的分力。
Fp
与FO的大小，若圆柱铣刀铣削时，则与螺旋角ω的大小有关；若端铣刀铣削时，则与主偏角κr的大小有关。
圆柱铣刀和端铣刀的主切削力FC
可按经验公式进行计算。当被加工材料的强度和硬度不同时，需乘以修正系数KFC。
2．作用于工件或工作台上的铣削力
由于机床和夹具设计的需要，以及实际测量的方便，一般将作用在工件(工作台)上的铣削合力F′(F的反力)按纵、横和垂直进给三个
方向进行分解。
(1)纵向进给分力Ff 它作用于铣床纵向进给机构上，其方向与纵向进给运动方向平
行。
(2)横向进给分力Fe 它作用于铣床横向进给机构上，其方向与横向进给运动方向平行。
(3)垂
直进给分力Fv 它作用于铣床工作台升、降机构上，其方向与工作台垂直进给运动方向平行。对于圆柱铣刀铣削，按不同的铣削方式，会使工件抬起或压
向工作台；对于端铣刀铣削，正好与Fo相反。
铣削时，各铣削分力与主切削力有着一定的比例关系。若计算出主切削力Fc，就可计算出Ff、
Fe和Fv的近似值。
铣削合力F可表示为：
3．铣削功率Pc
铣削中由于主运动消
耗的功率最多，因此同车削一样铣削功率可表示为：
式中 PC—— 铣削功率，kw；
FC——主切削力，N；υC——铣削速度，m／min。
五、铣削方式
铣削是断续切削，实际切削面积随时都
在变化，因此铣削力波动大，冲击与振动大，铣削平稳性差。但采用合理的铣削方式，会减缓冲击与振动，还对提高铣刀耐用度、工件质量和生产率具有重要的作
用。
1．圆柱铣刀铣削
圆柱铣刀在铣削平面时有两种铣削方式。
(1)逆
铣：当铣刀切削刃与铣削表面相切时，若切点铣削速度移。的方向与工件进给速度研的方向相反，便称为逆铣。
逆
铣有如下特点：
①切削厚度由薄变厚，即从hD=0到hDmax。当切入时，由于刃口钝圆半径大于瞬时切削厚度，刀齿与工件表面进
行挤压和摩擦，刀齿较易磨损。尤其当冷硬现象严重时，更加剧刀齿的磨损，并影响已加工表面的质量。
②刀齿作用于工件上的垂直进给分力Fv
向上，有挑起工件的趋势，因此要求夹紧可靠。
③纵向进给力Ff与纵向进给方向相反，使铣床工作台进给机构中的丝杆与螺母始终保持良好的左
侧接触，故工作台进给速度均匀，铣削过程平稳。
④逆铣时，刀齿是从切削层内部开始的，当工件表面有硬皮时，对刀齿没有直接的影响。
(2)顺铣
当铣刀切削刃与铣削表面相切时，若切点的铣削速度口。的方向与工件进给速度奶的方向相同，便称为顺铣。
顺铣有如下特点：
①
刀齿的切削厚度由厚变薄，即从hDmax到hD=O，这样容易切下切屑，刀齿磨损较慢，已加工表面质量高。有些实验表明，相对逆铣，刀具耐用度可提高
2～3倍。尤其在铣削难加工材料时效果更加明显。
②刀齿作用于工件上的垂直进给分力Fv，压向工作台，有利于夹紧工件。
③
纵向进给分力Ff与纵向进给方向相同，当丝杠与螺母存在间隙时，会使工作台带动丝杠向左窜动，造成进给不均匀，这样一则影响工件表面粗糙度，二则会因进给
量突然增大而损坏刀齿。
2．端铣刀铣削
端铣刀在铣削平面时有许多优点，因此在目前的平面铣
削中有逐渐以端铣刀来代替圆柱铣刀的趋势。根据端铣刀和工件间的相对位置不同，可分为三种不同的铣削方式。
(1)对
称铣削 刀齿切入、切出工件时，切削厚度hD相同的铣削便为对称铣削。一般端铣时常用这种铣削方式。
(2)不
对称逆铣 刀齿切入时的切削厚度最小，切出时的切削厚度最大。这种铣削方式切入冲击小，常用铣削碳钢和合金结构钢。
(3)不
对称顺铣
刀齿切入、切出时的切削厚度正好与不对称逆铣相反。这种铣削方式可减小硬质合金的剥落破损，提高刀具耐用度，可用于铣削耐热合金和不锈钢。
六、
铣削特点
综上所述，铣削过程有如下特点:
(1)生产率高铣削时铣刀连续转动，并且
允许较高的铣削速度，因此具有较高的生产率。
(2)断续切削铣削时每个刀齿都在断续切削，尤其是端铣，铣削力波动大，故振
动是不可避免的。当振动的频率与机床的固有频率相同或成倍数时，振动最为严重。另外，当高速铣削时刀齿还要经受周期性的冷、热冲击，容易出现裂纹和崩刃，
使刀具耐用度下降。
(3)多刀多刃切削
铣刀的刀齿多，切削刃的总长度大，有利于提高刀具耐用度和生产率，优点不少。但也存在下述两个方面的问题：一是刀齿容易出现径向跳动，这将造成刀齿负荷不
等，磨损不均匀，影响已加工表面质量；二是刀齿的容屑空间必须足够，否则会损坏刀齿。
(4)铣削方式不同
根据不同的加工条件，为提高刀具耐用度和生产率，可选用不同的铣削方式，如逆铣、顺铣或对称铣、不对称铣。
七、几种常用铣刀的简介
1．尖齿铣刀
尖齿铣刀是应用较多的一种铣刀，它的齿槽是用角度铣刀铣削而成.
(1)立
铣刀
主要用在立式铣床上，铣削相互垂直的两平面或凹槽，利用靠模也可加工成形表面等。圆柱面上是主切削刃，端面上是副切削刃，中心处无刃，故一般不宜沿轴线方
向进给。主切削刃螺旋角一般取ω=30°～45°，为使副切削刃有足够的强度，需磨出刃带。
(2)键槽铣刀
用于铣削圆头封闭键槽。这种铣刀圆柱面和端面上都有刀齿，且端面刀齿直接延伸到刀具中心。因此，键槽铣刀既可作纵向进给，又可作轴向垂直进给。此外，这种
铣刀因齿数少、螺旋角小，故刚度较好。
(3)三面刃铣刀 主要用来加工沟槽或台阶面。它的圆周上是主切削
刃，两侧面是副切削刃。三面刃铣刀按结构可分为以下三种。
直齿三面刃铣刀
这种铣刀制造容易，刃磨方便，但由于两侧刃前角γo′=0°，切削条件较差。
错齿三面刃铣刀
这种铣刀相邻刀齿左、右相错，并制成不同倾斜方向，使每一刀齿纹在正前角一侧有端齿。由于螺旋角ω的作用，使切削过程平稳，易于排屑，从而改善了切削条
件。
镶齿三面刃铣刀 这种铣刀的特点是将带有齿纹的刀齿镶嵌在刀体的齿槽中。当多次重磨铣刀宽度变小时，可用移动齿纹的方
法来恢复刀齿的宽度尺寸。
(4)尖齿铣刀的刃磨 尖齿铣刀磨钝后，一般在万能工具磨床上刃磨刀具的后面。刀
齿的前面由支撑片支持着，并由其调节刀齿的位置。为了磨出后角，刀齿应低于铣刀中心，其值H由下式算出：
式中d0—— 铣刀直径； αo——铣刀后角。
2．
硬质合金端铣刀
硬质合金端铣刀与高速钢铣刀相比，不仅适应于高速铣削，而且加工质量也好，所以它是目前应用十分广泛的一类铣刀。
按其结构特点可分为如下三种。
(1)整体焊接式 这种铣刀结构紧凑，制造较易。但刀齿一旦破损整把铣刀将报
废，故目前较少使用。
(2)机夹焊接式
这种铣刀是将焊接好的硬质合金刀头，用机械夹固的方式装夹在刀体槽中。当刀齿磨损到不能使用或刀头破损报废时，只需按上新刀齿即可，故刀体使用寿命长。
这
种铣刀，既可整体刃磨又可体外刃磨。整体刃磨是将整个铣刀装夹在刃磨机上进行刃磨；体外刃磨是将各个刀齿从刀体上拆下后进行单独刃磨。
(3)可
转位端铣刀 由于机夹焊接式铣刀结构复杂，缺点较多，故目前已逐渐被可转位硬质合金端铣刀代替。可转位端铣刀，它是将硬质合金刀片
直接装夹在刀体槽中，当切削刃磨钝后，将刀片转位或更换新刀片即可继续使用。可转位硬质合金端铣刀具有效率高、寿命长、使用方便、加工质量稳定等优点。
 
 
 
第三次课
§7-2 成
形车刀
一、成形车刀的特点与类型
1．成形车刀的特点
成
形车刀是用在各种车床上加工内、外回转体成形表面的专用刀具，其刃形是根据零件的廓形设计的。它具有如下特点。
(1)生
产率高 利用成形车刀进行加工，一次进给便可完成零件各表面的加工，因此具有很高的生产率。故在零件的成批大量生产中，得到广泛的使用。
(2)加
工质量稳定 使用成形车刀进行切削加工，由于零件的成形表面主要取决于刀具切削刃的形状和制造精度，所以它可以保证被加工工件表面
形状和尺寸精度的一致性和互换性。一般加工后零件的精度等级可达IT7～IT9，表面粗糙度值可达Ra2．5～10μm。
(3)刀
具使用寿命长 成形车刀用钝后，一般重磨前面，可重磨次数多，尤其圆体成形车刀。
(4)刀具制造比较困难，
成本高 故单件、小批生产不宜使用成形车刀。
2．成形车刀的类型
最常用的是沿工件
径向进给的成形车刀，按其结构与形状可分为平体、棱体和圆体三种。
(1)平体成形车刀
它除了切削刃有一定的形状要求外，结构上和普通车刀相近。因其允许的重磨次数不多，一般仅用于加工螺纹或铲制成形铣刀、滚刀的齿背。
(2)棱
体成形车刀 其外形是棱柱体，可重磨次数比平体成形车刀多，刚性也好，但只能用来加工外成形表面。
(3)圆
体成形车刀
其外形是回转体，切削刃在圆周表面上分布，与以上两种成形车刀相比，制造方便，允许重磨次数多。既可用来加工外成形表面，又可用来加工内成形表面，使用比
较普遍，但加工精度与刚性低于棱体成形车刀。
此外，还有一种沿加工表面的切线方向切人的切向进给成形车刀。因切削刃相对工件有
一定的倾斜角，故加工时是逐渐切入与切出工件的，始终只有一小段切削刃在工作，从而减小了切削力，切削过程比较平稳。一般用于加工刚性较差的外成形表面。
与径向进给成形车刀相比，其切削行程长，生产率较低。
二、成形车刀的前、后角
成形车刀刃形复杂，既有直线
也有曲线，各段切削刃主剖面内的前、后角都不相同，故无法用主剖面内的γo、αo来统一表达。为使重磨后刃形不变，其几何角度规定在进给剖面内，即在垂直
于工件轴线的端剖面内表示。
成形车刀的名义前、后角(γf、αf)，是当刀具安装在刀夹中，并使切削刃上离工件中心最近的点(称为基准
点)与工件中心等高时得到的。制造刀具时，需按名义前、后角之和(γf+αf)磨出前面。
1．棱体成形车刀γf、
αf的形成
(1)将棱体成形车刀前面重磨成γf+αf的斜面。 ’
(2)安装时，将成形车刀的基准点与工件中心
等高，并使后面与垂直方向倾斜一个αf，这样便可得到要求的名义前、后角。
2．圆体成形车刀γf、αf的形成
(1)将圆体成形车刀前面刃磨成比刀具中心低一个hc。
(2)安装时，将刀具的基准点1’与工件中心o等高，并使刀具中心o′，比工件中心
o高一个H。
这样便可得到要求的名义前、后角。
3．成形车
刀安装后切削刃上各点前、后角的变化
成形车刀安装后，除基准点1′的前后角为γf、αf外，切削刃上其余各点的前、后角均不等于
γf、αf，是按照一定的规律变化的。
对于棱体成形车刀，有：
且
对于圆体成形车刀，有：
但
4．成形车刀前、后角的选择
成形车刀
的前角γf主要根据工件材料来选择(表7-4)，而后角af则主要根据刀具结构来选择。
5．成形车刀的主后角
在选择了成形车刀的进给后角af后，为避免刀具后面与工件发生摩擦，加剧刀具磨损，还需校验切削刃上选定点的主后角αo，使其不应小于
2°～3°，
在切削刃上取选定点D，分别作出进给剖面Pf与主剖面Po。由公式，可知，当λs=O°时，则有
于是
式中aoD—— 切削刃上选定点的主后角； afD——切削刃上选定点的进给后角；
κrD——切削刃上选定点的主偏角。
由式可知，κrD越小，则aoD越小，当κrD=O°时，无论进给后角afD如何大，主后角aoD
总是等于O°。也就是说，成形车刀上凡是与进给方向平行的切削刃(κr=O°)，其主后角αo均等于O°。为改善刀具后面与工件的摩擦，与进给方向
平行的切削刃均需进行改善，具体改善措施如下。
(1)改变工件的廓形 改变工件的廓形，其前提条件
是不能影响零件的使用性能。
(2)在κr=O的切削刃处磨出凹槽
这种措施并不改变工件的廓形，只是减小了刀具与工件的摩擦。
(3)κr=O°的切削刃处磨出κr′这种措施
同样不改变工件的廓形，但κr′不能磨得太大，否则尖角处极易磨损，造成工件廓形改变，一般取κr′=2°～3°。
若采用斜装成形车刀或
螺旋形后面的成形车刀，情况就会更好些,但刀具的设计与制造比较麻烦。
三、成形车刀的截形设计
(一)
成形车刀截形设计的必要性
成形车刀的截形设计，就要由零件的廓形来确定刀具的截形。
零件的廓形，是指零件轴剖面
内的形状与尺寸，包括深度、宽度和圆弧等
为了测量与制造的方便，成形车刀的截形一般规定在刀具后面的法剖面内表示。主要包括截形深度、宽
度和圆弧等。
下面讨论刀具截形与零件廓形的关系。以径向进给成形车刀为例，分三种情况讨论。
1．
γf=0°、 αf=0°的情况
刀具的刃形、截形与零件的廓形相同，但是由于后角af=0°，这种成形车刀是无法切削加工的。
2．γf=0°、 αf>0°的情况
尽管成形车刀的刃形与零件廓形相同，但其截形是
不等于零件的廓形。由图可知，零件的廓形深度t=r2-r1，但棱体成形车刀的截形深度T<t；圆体成形车刀的截形深度同样也是T<
t(T=R—R2)。
3．γf>0°、 αf>0°的情况
生产中使用的成形车
刀绝大多数都是这种情况，由图可知，棱体与圆体成形车刀均T<t，即刀具的截形深度T小于零件的廓形深度t。
综上所述:
由于成形车刀具有γf与αf，使其截面不同于零件的廓形，这就是成形车刀截形设计的必要性。成形车刀截形设计的主要内容是根据零件的廓形和成形车刀的前、
后角修正计算成形车刀的截形。对于径向进给成形车刀，其截形
宽度与零件廓形宽度相同，因此，只需计算成形车刀的截形深度。
(二)截形设计的方法
成形车刀截形设计的方法有作图法、计算法和查表法三种。
作
图法简单、清晰和直观，但精度偏低。另外，作图法的精度主要取决于作图时的放大比例与作图的准确程度。
计算法能达到很高的精度，也比较迅
速。
查表法简单、较迅速，但精度不及计算法，很少使用。
目前，成形车刀设计常用计算法计算、作图法校验。
1．
截形设计前的准备工作
(1)分析零件的廓形与加工要求，选取零件形状与尺寸变化的转折点，作为计算点并编号，通常
以直径最小处为计算基准点。
(2)以各计算点的平均尺寸作为基本尺寸，这样处理可提高设计精度。例如某计算点
d=20+0.2mm，L=15+0.2mm，则该点的基本尺寸(平均尺寸)为：
(3)根据工件材料和刀具类型选择γf与αf。
(4)若
为圆体成形车刀，还需确定刀具的最大半径R或直径do。
2．用作图法求成形车刀截形
具
体作图步骤如下:
(1)棱体成形车刀
①按放大比例，用平均尺寸画出零件的主、俯视
图，并在俯视图中标出各计算点的代号1、2、3及L2、L3、L4和t2、t3(4)。
②在主视图上，自计算基准点作前角为γf的前面投
影线和后角为af的后面投影线，前面投影线与l、2、3(4)点所在圆的交点为1’、2’、3’(4’)。
③自前面各交点2’、3’
(4’)作后面的投影线；
④作后面的法剖面，并量取B2=L2、B3=L3、B4=L4，得相应点2＂、
3＂、4＂，连接各相应点即得刀具截形图，并量出Ｔ2、Ｔ3 (T4)。
(2)圆体成形车刀
①
自计算基准点1’作前面的投影线，分别与2、3(4)转折点所在圆的交点2＇、3＇(4＇)。
②作上斜线，定出半径R，以o＇为圆心，画
出刀具各后面投影线。
③作成形车刀后面的法剖面，量取B2=L2、B3=L3、B4=L4，得相应点2＂、3＂、4＂，连接各点便得刀具
截形图。得T2、Ｔ3(Ｔ4)，其中Ｔ2=R—R2，T3=R—R3。
第四次课
3．
用计算法求成形车刀截形
用计算法求成形车刀截形时，先作出如图所示的计算分析图。在图中标注出辅助尺寸A1、A2、
A3…；B1、B2、B3…；C2、C3…。然后公式计算出截形深度Ｔ2、T3、Ｔ4…；对于圆体成形车刀，先计算出各点的半径，各点半径之差就是相应的
截形深度T。
根据计算求得的截形深度，以及已知零件对应的廓形宽度，画出截形设计工作图，并标出相应尺寸。
此外，
还需作两点说明：
(1)用计算法求得的截形，其精度取决于计算的精确度与计算值尾数的位数；
(2)设
计成形车刀圆弧截形时，若零件的圆弧精度要求不高时，加工圆弧的刀具截形曲线，通常可近似用圆弧代替，也可计算出该圆弧的半径(详见成形车刀设计指导资
料)。
四、成形车刀的附加切削刃与截形公差
1．成形车刀的附加切削刃
指成形车刀两侧超出零件廓形宽度的部分。其一侧用于倒角或修光端面；另一侧用于切断预加工。此外，有了两侧附加切削刃，可增大切削刃两侧
尖角处强度。
成形车刀的总宽度主要由零件的廓形宽度决定的。一般为避免产生振动，保证加工质量，对刀具总宽度B＇与工件最小直径dmin
之比有一定的限制：粗车时为2～3；半精车时为1．8～2．5；精车时为1．5～2。dmin较小时取小值，若比值超出上列数值范围较多时，可将成形车刀
按零件成形表面的长度分成几把刀进行设计。
2．截形公差
成形车刀截形公差是根
据工件的加工精度制定的。一般刀具截形深度公差取工件相应公差的1/3～1/5；刀具截形宽度公差取工件相应公差的2/5。
五、成
形车刀的样板
成形车刀的制造精度是由成形车刀样板来控制的。成形车刀样板是成对设计的，分为工作样板与校验样板。其中工作样板是
用来检验成形车刀截形的，而校验样板是用来检验工作样板制造精度和磨损情况的。
成形车刀样板的工作面形状与成形车刀的截形相吻合。样板的
各部分基本尺寸与成形车刀相对应的基本尺寸相等。
六、成形车刀的装夹与刃磨
1．成形
车刀的装夹
径向进给成形车刀在安装调整时应达到下列要求：计算基准点1＇位于工件中心等高位置上；装出与设计要求相符合的前角
γf和后角αf；安装基准面K—K(或轴线)应平行于工件轴线。
(1)棱体成形车刀 是以燕尾作为定位基
准，安装在燕尾槽内。刀具燕尾的后平面K—K是固定基准，安装时将刀体竖立并倾斜αf角，通过调整刀夹下端的螺钉，将切削刃上计算基准点1＇与工件中心等
高，然后用螺栓夹紧。下端螺钉除了能承担部分切削力外，还能增强刀具的刚性。
(2)圆体成形车刀 是
以圆柱孔作为定位基准面，套装在刀夹的螺杆上。圆体成形车刀用销子与齿盘连接，齿盘与扇形板利用端面齿啮合，扇形板与蜗杆啮合，然后利用螺帽将成形车刀连
同芯轴及其它零件拧紧在刀夹上。当调整圆体成形车刀基准点位置的高度时，松开螺帽，转动齿盘，使之相对扇形板上的齿纹错位，达到粗调；转动安装在刀夹孔内
的蜗杆使扇形板、齿盘以及圆体成形车刀一起转动，达到精调。利用刀夹两侧调节螺钉调整成形车刀轴线与工件轴线的平行度。
2．
成形车刀的刃磨
成形车刀用钝后的刃磨在万能工具磨床上进行，选用碗形砂轮刃磨前面。刃磨后保持其原始前角和后角不变。
(1)棱
体成形车刀的刃磨 将成形车刀的后面调整成与砂轮端面法向成γf+αf角，然后沿前面进行刃磨。刃磨后前面位置正确与否，可用量角
仪测量其楔角β值，且β=90°-(γf+αf)。
(2)圆体成形车刀的刃磨 将成形车刀中心Ｏ′调整到比
砂轮端面高hc，即hc=Rsin(γf+αf)，然后对前面进行刃磨。刃磨是否合格，检验的方法是作前面的延长线，看是否与半径为hc的检验圆相切，若
相切说明刃磨合格，保持了原始设计角度γf、αf；若相离或相割说明刃磨不合格，改变了原始设计角度γf、αf。
 
 
§7-3 成形铣刀（简介）
成形铣刀可以加工各种成形表面，它和成形车刀一样，要根据工件
的廓形来设计刀具的截形。成形铣刀的齿背形状有尖齿和铲齿两种。
尖齿成形铣刀用角度铣刀铣削而成，制造简单，使用磨损后在工具磨床上刃磨
后面；铲齿成形铣刀也是用角度铣刀铣削容屑槽，还要在铲齿车床上进行铲削齿背，制造复杂，使用磨损后刃磨前面。两者相比较，前者制造简单，但刃磨后刃形变
化较大；后者制造复杂，但刃磨后刃形变化较小，所以应用广泛。下面主要介绍铲齿成形铣刀。
一、铲齿
1．
铲齿原理
铲齿时，将铲齿成形铣刀装在铲齿车床的主轴上作旋转运动，铲齿车刀在阿基米德螺旋线凸轮的控制下作往复直线运动。当被铲
的铣刀转过一个εp。时，凸轮也相应转过φp角，铲齿车刀刀尖铲到F点，即完成一个齿背的铲削工作。当被铲铣刀再转过εD角时，凸轮相应转过φD角，铲齿
车刀被拉簧拉回到原位。然后，再开始下一个刀齿的铲削工作。铲齿成形铣刀的齿背是阿基米德螺旋线，在刃磨前面后，能保持刃形不变，而且后角变化很小。
2．
铲削量
铲齿时，铲齿车刀前进的距离，就是凸轮转过一周的升高量，称为铲削量K。铲削量K的大小决定了铲齿成形铣刀顶刃进给后角
αf的大小，两者的关系为：
所以
式中αf—— 顶刃后角，一般取10°～12°； d0——铣刀外径； R——
铣刀半径； z——铣刀齿数； K——铲削量。
二、主后角
铲齿成形铣刀的一个重要问题是只有侧刃上每一点
的主后角都大于零，才能保证正常的切削工作。由于侧刃上各点的铲削量相同，但直径不相同，所以不难想到，侧刃上各点的主后角αoD也不相同。当
λsD=0°时，αo D与αfD的关系。
因为
其中
又因
所以
于是
由式可知，选定点RD愈大，则αoD愈小，但αoD≮2°～3°。当αoD=0。或
αoD<2°～3°时，其改善措施如下:
(1)增大顶刃后角αf 增大αf可以增大
αoD，但不能过大，为了保证刀齿强度，αf不得大于17。
(2)磨出凹槽或副偏角 可以改善切削性能。
(3)采
用斜向铲齿 将铲齿车床的刀架倾斜一个角度τ，这样就使原κr=O°的切削刃具有了主后角。
三、前角
用
于精加工的成形铣刀，常取前角γf=0°；对于粗加工用的成形铣刀，为改善切削条件，取γf=5°～10°。
四、刃磨
铲
齿成形铣刀用钝后是刃磨前面的。刃磨前面时，如果前角等于零，则刃形误差最小；如果前角大于零时，刃形就发生了变化。铲齿成形铣刀前面的刃形是经过截形设
计，即前面在轴向剖面内一般为前角等于零的刃形。刃磨完成后要检查切削刃的径向跳动，以保证刃磨质量，避免在切削过程中产生振动。
 
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，
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（２）Carbide Cutting tools設計
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弊社の製品の供給調達機能は：
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source from the internet.
【目的】
ベ
イナイトは微細なα相と炭
化物粒子からなり、変態温度などによって様々な形態のベイナイト組織が形成される。ベ
イナイト鋼では機械的特性を向上させる方法の一つとして、
方位の異なる微細なベイナイトを生成させることによる組織微細化が行われている。この研究では、
ベイナイトの生成形態が異なる試料を用い、ベイナイト組織が機械的特性に及ぼす効果を検討した。
【実験方法】
今
回、用いた鋼材の化
学組成をTable 1に示す。R鋼とB鋼ではベイナイトの生成形態が異なる。 それぞれγ
化後、等温保持しベイナイトを生成させた。R鋼は温度を、B鋼は時間を変えて、 熱処理を行った。その後、光学顕微鏡による微細組織観察、ビッ
カース硬度測定、歪
速度10^-4／sで の引張試験を行った。
【結果】
①組織観察Fig.1に光学顕微鏡写真を示す。(a)
はR鋼の組織であり、多方位に生成されたベ
イナイト・ラス が主体である。 (b) はB鋼の組織である。一定方向に伸長したラ
スの束状組織であるブロックが 主体となっている。
②機械的性質
ビッカース硬度測定により、多方位ベイナイトの方が硬いことが分かった。多方位な組織の方が微細で
あり、R鋼の方が粒内の炭化物が多いため、ブロック主体の組織より硬くなると考えられる。引張試験の結果、降
伏強さ・靭
性ともに、多方位ベイナイトの方が優れた性質を示した。
降伏強さに関しては、硬度と同じ理由が考えられる。多方位な組織の靭性が良いのは、破面単位が小さいためだと考えられる。
 
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　以立方氮化硼(CBN)为磨料制作的砂轮，根据不同的加工工艺和所用
不同成分的结合剂可分以下四种。它们的性质和用途（指的机械加工用途）也有所不同。
　　（1）电镀烧结式立方氮化硼(CBN)/金刚石砂轮
　
　砂轮的生产工艺简单，生产成本低。成型简单但是只有一层镀层，不能修正，在加工过程中，较难知道，何时磨层受损。适用于小批量的机械加工和几何图形复杂
成型磨加工用和作为修正滚轮用。
　　（2）烧结式立方氮化硼(CBN)/金刚石砂轮
　　硬度大和密度高，加工成高精度的修正滚轮，成
本高。主要用于作砂轮的修正滚轮和大批量的超硬材料的加工。
　　（3）树脂烧结式立方氮化硼(CBN)/金刚石砂轮
　　砂轮的生产工
艺简单，生产成本低。成型简单但是不好修正整型。用于多型状小批量的加工。如工具磨和刀具的加工，和玻璃的加工。
　　(4)陶瓷结合剂的烧结式
立方氮化硼(CBN)/金刚石砂轮
 
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cutting tool、hss
drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition
Diamond )’PCBN
(Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end
mills、CVD Diamond
Tools Inserts’PCD
Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD .
POWDER FORMING MACHINE
‘Single Crystal
Diamond ‘Metric
end mills、Miniature
end mills、Специальные
режущие инструменты ‘Пустотелое сверло
‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’
PCD (Polycrystalline
diamond) ‘Frese’POWDER
FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in
grooving floors’V-Cut
PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’
PCD Diamond Tool’
Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould
cutter、Tool manufacturer.
Bewise Inc. www.tool-tool.com
よ
うこそＢｅｗｉｓｅ　Ｉｎｃ.の
世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな
情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。
弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、
豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。
弊社は各領域に供給
できる内容は：
（１）精密
ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ
（２）Carbide Cutting tools設計
（３）鎢鋼エンド・ミ
ル設計
（４）航空エ
ンド・ミル設計
（５）超高硬度エンド・ミル
（６）ダイヤモンド・エンド・ミ
ル
（７）医療用品エ
ンド・ミル設計
（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計
弊社の製品の供給調達機能は：
（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計
（２）ミクロ・エ
ンド・ミル～大型エンド・ミル供給
（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給
（４）オートメーション整備調達
（５）スポット対応～流れ生産対応
弊社
の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。
Bewise
Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z)
talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır.
Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini
Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik
Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel
Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.
BW специализируется в
научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым
высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих /
фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и
электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид /
быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC
картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы,
фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм
для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано
инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для
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BW is specialized in
R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech
coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space
and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS
end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter,
shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill,
involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter,
thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain
sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com 
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粒径分布图是指不同粒径范围内的颗粒的个数（或质量或表面积）所
占的比例。以颗粒的个数表示所占的比例
时，称为个数分布；以颗粒的质量（或表面积）
表示时，称为质量分布（或表面积分布）。
除尘技术中多采用粒径的质量分布。下面以粒径分布测定数据的整理过程来说明粒径分布的表示方法及相应定义。首先，介绍个数
分布，然后介绍质量分布及两者的换算关系。
　　1．个数分布
　　按粒径间隔给出的个数分布测定数据列在表5—2中，
图5—2为其个数分布直方图，其中ni为每一间隔测得的颗粒个数， 为颗粒的总个数（该例中N=1000个）。据此可以作出个数分布的其他定义。
　
　（1）个数频率：为第 间隔中的颗粒个数ni与颗粒总个数 之比（或百分比）。
　　（2）个数筛下累积频率：为小于第
间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比（或百分比）。
　　并有类似的可以将大于第间隔上限粒径的所有颗粒个数与颗粒总个数之比
（或百分比）称为筛上累积频率。根据计算出的各级筛下累积频率F 值对各级上限粒径 可以画出筛下累积分布曲线。
　　由累积频率曲线可
以求出任一粒径间隔的频率 值。例如，F曲线上任取两点a和b，对应的粒径 和 之间的F值之差（Fa—Fb），即为该间隔的
值。按F值曲线的斜率还可列出计算式：（5—3）
　　（3）个数频率密度：函数 称为个数频率密度，简称个数频度，采用单位为
。显然，频率密度为单位粒径间隔（即1 ）时的频率。
　　根据表5—2中的数据可以计算出每一间隔的平均频度 ，按值对间隔中值
作出频度分布曲线。由此可见，用有限的若干点可以画出一条光滑的频度曲线。
　　筛下累积频率F和频度 皆是粒径
的连续函数，由其定义可以得到：
　　和 （5—4）在极限条件下，当 →0时， p→0，F→0，dp/ddP→0；当 →
时，p→0， F→1 ，dp/ddp→0。F曲线应是有一拐点的“S”形曲线，拐点发生在频度 为最大值时对应的粒径处，这一粒径称为众径 （本例中的
），即此处：
　　（5—5）
　　累积频率F = 0.5时对应的粒径称为个数中位粒径（NMD）。
 
歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，
我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技
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具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、航空機械鉸刀、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生
刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭
迎您親自體驗！！
BW
Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com
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No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com /
FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan
S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan
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cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve
wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic,
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球磨型膜厚磨损测试仪
球磨型膜厚测试仪
Calotest为您提供简单快速并且低成本的膜厚测量方法。一个半径精确已知的磨球由自身重力作用于镀膜试样表面并进行自转。在测试过程中，磨球与试样
的相对位置以及施加于试样的压力保持恒定。磨球与试样间的相对运动以及金刚石颗粒研磨液的共同作用将试样表面磨损出一球冠形凹坑。随后的金相显微镜观测可
以获得磨损坑内涂层和基体部分投影面积的几何参数。在得知了X和Y的长度后，涂层的厚度D可以通过简单的几何公式计算得出。
膜厚及磨损测
试仪Calowear将这个原理更加深了一步。通过监测球体施加在试样上的载荷，我们可以更好的控制薄膜的磨损。研磨液以恒定速率自动滴加在球体与试样界
面，构成一个稳定的三体磨损系统。
Calowear不是一次性的磨损试样表面，而是将磨损过程分成几个不同的阶段来完成。磨损坑的形状以
及法向力的数值在每阶段的磨损后进行记录。由此，薄膜以及基体的磨损率可以精确的计算出来
1. PVD的含义 —
PVD
是英文Physical Vapor
Deposition的缩写，中文意思是“物理气相沉积”，是指在真空条件下，用物理的方法使材料沉积在被镀工件上的薄膜制备技术。
2.
PVD镀膜和PVD镀膜机 —
PVD(物理气相沉积)镀膜技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。对应于PVD技
术的三个分类，相应的真空镀膜设备也就有真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机这三种。
近十多年来，真空离子镀膜技术的发展是
最快的，它已经成为当今最先进的表面处理方式之一。我们通常所说的PVD镀膜
，指的就是真空离子镀膜；通常所说的PVD镀膜机，指的也就是真空离子镀膜机。
3. PVD镀膜技术的原理 —
PVD镀
膜（离子镀膜，沉积温度600℃以下，是利用辉光放电、热弧放电和冷场弧光放电等离子体的能量来降低沉积温度，可以在高速钢、热作工具钢和某些冷作工具钢
的回火温度以下沉积氮化钛、金刚石、氮铝钛、氮化碳等硬质涂层。广泛用于各种钢制精密工具、精密模具的表面处理，提高使用寿命3-10倍，提高加工效率
50%以上。改善被加工零件的表面光洁度和尺寸精度、降低成本。
）技术，其具体原理是在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，
利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。
4.
PVD镀膜膜层的特点 —
采用PVD镀膜技术镀出的膜层，具有高硬度、高耐磨性（低摩擦系数）、很好的耐腐蚀性和化学稳定性等特点，膜层
的寿命更长；同时膜层能够大幅度提高工件的外观装饰性能。
5. PVD镀膜能够镀出的膜层种类 —
PVD镀膜技术是一种
能够真正获得微米级镀层且无污染的环保型表面处理方法，它能够制备各种单一金属膜（如铝、钛、锆、铬等),氮化物膜（TiN、ZrN、CrN、
TiAlN）和碳化物膜（TiC、TiCN),以及氧化物膜（如TiO等)。
6. PVD镀膜膜层的厚度 —
PVD镀膜
膜层的厚度为微米级，厚度较薄，一般为0.1μm ～ 5μm，其中装饰镀膜膜层的厚度一般为0.1μm ～ 1μm
，因此可以在几乎不影响工件原来尺寸的情况下提高工件表面的各种物理性能和化学性能，镀后不须再加工。  
PVD膜层能直接镀在不锈钢以及硬质合金上，对锌合金、铜、铁等压铸件应先进行化学电镀铬，然后才适合镀PVD。
7.
PVD镀膜能够镀出的膜层的颜色种类 —
PVD镀膜目前能够做出的膜层的颜色有深金黄色，浅金黄色，咖啡色，古铜色，灰色，黑色，灰黑
色，七彩色等。通过控制镀膜过程中的相关参数，可以控制镀出的颜色；镀膜结束后可以用相关的仪器对颜色进行测量，使颜色得以量化，以确定镀出的颜色是否满
足要求。
8. PVD镀膜与传统化学电镀（水电镀）的异同 —
PVD镀膜与传统的化学电镀的相同点是，两者都属于表面处
理的范畴，都是通过一定的方式使一种材料覆盖在另一种材料的表面。两者的不同点是：PVD镀膜膜层与工件表面的结合力更大，膜层的硬度更高，耐磨性和耐腐
蚀性更好，膜层的性能也更稳定；PVD镀膜不会产生有毒或有污染的物质。
9. PVD镀膜技术目前主要应用的行业 —
PVD
镀膜技术的应用主要分为两大类：装饰镀膜和工具镀膜。装饰镀的目的主要是为了改善工件的外观装饰性能和色泽同时使工件更耐磨耐腐蚀延长其使用寿命；这方面
主要应用五金行业的各个领域，如门窗五金、锁具、卫浴五金等行业。
工具镀的目的主要是为了提高工件的表面硬度和耐磨性，降低表面的摩擦系
数，提高工件的使用寿命；这方面主要应用在各种刀剪、车削刀具（如车刀、刨刀、铣刀、钻头等等）、各种五金工具（如螺丝刀、钳子等）、各种模具，镀过
PVD 膜层后，其使用寿命能够提高 5~40 倍；同时由于 PVD
膜层的非常细腻及摩擦系数小的特点，机床的车削速度和被加工表面的光洁度也都有很大的提高。这使得生产企业的效率大幅提高，其产品的加工精度和外观也得到
了改善，能够为企业带来更多的效益。
10. PVD镀膜（离子镀膜）技术的主要特点和优势 —
和真空蒸发镀膜真空溅射镀
膜相比较，PVD离子镀膜具有如下优点：
1
．膜层与工件表面的结合力强，更加持久和耐磨(卓越的附着力，可以折弯90度以上不发生裂化或者剥落)
2
．离子的绕射性能好，能够镀形状复杂的工件
3 ．膜层沉积速率快，生产效率高
4 ．可镀膜层种类广泛
5
．膜层性能稳定、安全性高（获得FDA认证，可植入人体）
真空蒸发镀膜 真空溅射镀膜 真空离子镀膜 三种镀膜方式的比较
比
较项目
真空蒸发镀膜
真空溅射镀膜
真空离子镀膜
压强（×133Pa）
10E-5~10E-6
0.15~0.02
0.02~0.005
粒子能量
中性
0.1~1eV
1~10eV
0.1~1eV
离子
－
－
数百到数
千
沉淀速率（微米 / 分）
0.1~70
0.01~0.5
0.1~50
绕
射性
差
较好
好
附着能力
不太好
较好
很
好
薄膜致密性
密度低
密度高
密度高
薄膜中的气孔
低温时
较多
少
少
内应力
拉应力
压应力
压应力
11.PVD
镀膜的成本——
虽然使用PVD镀膜技术能够镀出高品质的膜层，但是PVD镀膜过程的成本其实并不高，它是一种性价比非常高的表面处理方
式，所以近年PVD镀膜技术发展得非常快。PVD镀膜已经成为五金行业表面处理的发展方向。
12.PVD镀膜设备部分组成——
PVD镀膜设备主要由真空腔体、真空抽气机组、水冷系统、电源系统、控制系统等几大部分组成。
13.真空腔体和真空抽气机组对PVD镀
膜设备重要性——
两者都很重要，他们在很大程度上决定了PVD镀膜设备运行的稳定性和使用寿命。真空腔体所采用的材料的质量、腔体的厚
度、腔体的水冷方式、腔体焊接方式和组装的气密性、腔体材料的放气率等对镀膜质量都有很大影响；真空抽气机组的抽气速率的稳定性、在不同真空度下的抽气能
力以及真空抽气机组的故障率对整个镀膜系统的性能及连续运转能力的影响也非常大。所以这两者对PVD镀膜设备说都很重要
14.PVD镀膜
设备是操作——
PVD镀膜设备非常成熟和可靠，操作和控制的自动化程度很高，所以比较容易操作。具有高中或中专文化程度的人员，经过一个月左右的培训后，一般就可以使用
该设备进行镀膜、对设备进行维护以及对设备进行一些简单的维修了。每台镀膜机只需一个操作人员
类别
实际应用
推
荐膜层
装饰镀
室内外各种五金用品、饰品
ZrN, TiN
厨房五金、卫浴五金
ZrN,
CrN, TiAlN
工具镀
车削刀具（车刀、铣刀、刨刀、钻头等）
TiN, TiAlN,
TiCN,CrN
模具
CrN
机械装置（活塞环及其它）
CrN
PVD
离子镀膜层不易剥落、氧化、褪色，表面不易形成污垢，擦洗简单，而且镀膜成本低。可以在不锈钢、铁、铜、钛合金、锌合金等不同基材上镀制以下膜层：
纯
钛（ Ti ）
氮化钛（ TiN ）
氧化钛（ TiO ）
纯锆（ Zr ）
氮化锆（
ZrN ）
碳化钛（ TiC ）
纯铬（ Cr ）
氮化铬（ CrN ）
碳氮化钛（
TiCN ）
氮化铝钛（ TiAlN ）
PVD
镀膜膜层目前常见的颜色主要有：深金黄色，浅金黄色，咖啡色，古铜色，灰色，黑色，灰黑色，七彩色, 蓝色等。
例子——PVD表面涂层装
备
  CTI-830热弧等离子磁控涂层装备
PVD TiN涂层断口扫描SEM照片（HV2000-2200）
CTI-
830热弧等离子磁控涂层设备，主要技术指标如表中所示：
型号
CTI-830
可涂层材料
TiN
沉积室尺寸
钟罩式，Φ830×H640（装Φ75×H75滚刀484件，Φ6钻头1080件）
工件类
型
12轴自转和公转
电子枪功率
10KW
极限真空度
<5×10
-4 Pa
漏气率
<5×10 -3 乇·升/秒
抽气速率
抽至5×10 -3
Pa≤20分
真空系统
机械泵，分子泵（或扩散泵），电磁阀门，电动阀门
供气系统
Ar、
N 2 、CH 4 (或其它气体)，分别用质量流量计调节
烘烤加热
等离子和电子束加热；内热式辅助加热
总
功率
60KW
电源
220/380V，50Hz
占地
30－40M 2
冷却水
4吨/小时，水压>3公斤
与此同时，我们还应该清醒地看到，真空涂层技术的发展又是严重
不平衡的。由于刀具、模具的工作环境极其恶劣，对薄膜附着力的要求，远高于装饰涂层。因而，尽管装饰涂层的厂家已遍布各地，但能够生产工模涂层的厂家并不
多。再加上刀具、模具涂层售后服务的欠缺，到目前为止，国内大多数涂层设备厂家都不能提供完整的刀具涂层工艺技术(包括前处理工艺、涂层工艺、涂后处理工
艺、检测技术、涂层刀具和模具的应用技术等)
工模具PVD 的工作步骤
工模具 PVD
基本工艺流程可简述为：IQC→前处理→PVD→FQC，分别介绍如后。
IQC ： IQC(In Quality
Control)的主要工作除了常规的清点数量
，检查图纸与实物是否相符外，还须仔细检查工件表面，特别是刃口部位有无裂纹等缺陷。有时对于一些刀具、刀粒的刃口，在体式显微镜下观察，更方便发现问
题；另外，IQC
的人员还要注意检查待镀膜件有无塑胶、低熔点的焊料等，这些东西如果因漏检而混入镀膜程序，则将在真空室内严重放气，轻者造成整批产品脱涂层，重者使原本
OK 的产品报废，后果不堪设想。
前处理工艺(蒸汽枪、喷砂、抛光、清洗)：前处理的目的是净化或粗化工件表面。
净化就是要去除各种表面玷污物，制备洁净表面。通常使用各种净化剂，借助机械、物理或化学的方法进行净化。粗化与光蚀相反，其目的在于制备粗糙的表面以提
高喷涂 层或涂料装饰的结构强度。 现在已有的前处理主要方法为：高温蒸洗、清洗、喷砂、打磨、抛光等方法 。高温蒸洗 目前，PVD
车间常用的高温蒸洗设备是蒸汽枪。它的最大工作温度可达145℃，气压在3~5巴左右。由于模具中经常带有一些细小孔、螺纹孔，孔内中常常有油污、残余冷
却液等杂质，用常规清洗的方法难以除去。此时，高温蒸洗设备便可最大程度的发挥它的优越性;
清洗:①超声波除蜡→②过水→③超声波除油→④过水→⑤超声波自换→⑥过水→⑦过纯水→⑧强风干燥 )
PVD
涂层工艺(加热、离子清洗、涂层、冷却、工艺气体、气压、温度、溅射功率)
FQC :意思是功能质量控制 ，
它有别与一般意义上的OQC(Out Quality Control) 。FQC
的内容主要包括外观检查、层深检查、附着力检查、耐磨性检查、抗蚀性检查、模拟性测试等方法
外观检查：
对于开门取件后的产品，应仔细检查表面有无裂纹、掉涂层、疏松等缺陷。对于刀具、刀粒，还需在显微镜下仔细检查它们的刃口状态。
 
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与国外相比，我国刀具PVD涂层技术的研究和开发起步并不太晚，而且在
发展初期大量引
进了当时国际上最先进的各类涂层设备，八十年代后期国产涂层设备也得到了迅速发展，但
该项技术真正广泛应
用于高速钢刀具却是在九十年代中期。
到目前为止，虽然国内对硬质合金刀具TiCN涂层的研究已取得突破，但国内市场的涂层
产
品仍以TiN涂层为主。分析其原因，可归纳为以下几点：
（1）前期集中引进对国内PVD技术后续发展的影响
八十年代中期
国外PVD技术及装备的集中引进虽然使我国发展该项技术有了一个高起点，
同时也解决了高速钢刀具的涂层问题，但由于引进设备的厂家都是国
内的刀具生产骨干企业
（其刀具产品的国内市场占有率很高），这些先进涂层设备的引进在相当长一段时间内已可
满足这些企业
的生产要求，因此对国产PVD技术和设备的需求不太强烈，这在一定程度上影响
了国产PVD设备在刀具制造领域的应用与发展；另一方面，八
十年代中期PVD技术还处于发展
初期，随着该项技术的不断发展，进入九十年代后新技术层出不穷，这些企业早期引进的技
术
亟待更新，但昂贵的价格使企业很难再次引进新技术和新设备，国内也因此错失了发展提
高PVD技术的最佳时期。
（2）对新
工艺的研发重视不够
尽管八十年代国内引进了当时最先进的PVD技术，但当时PVD技术尚处于发展初期，国内
对其后续发展
空间及发展速度无法充分估计；此外，物理涂层技术是集电子物理、材料、真
空控制技术于一体的新型技术，在研究、生产、应用等方面对人员配
置有较高要求，而大部
分引进PVD技术的企业偏重生产，对开发人员及资金配置不足，难以推动工艺技术的进一步自
主开发，
新工艺、新技术仍需再引进，而再引进的费用十分昂贵（如Balzers公司的设备
从TiN涂层工艺升级为TiCN涂层工艺，仅硬件改造费
即需30万美元），因此影响了国内涂层技
术新工艺和装备的研发。
（3）国产设备开发缺乏统一性、合理性及协作性
八
十年代后期，国内一些真空设备制造厂及科研单位对PVD刀具涂层市场过于乐观，纷纷
加大各类PVD涂层设备的开发力度，但由于缺乏对切削
工艺及刀具涂层工艺的深入了解，与工
具厂合作不够，因此开发的涂层设备大多无法满足刀具涂层工艺的要求，尤其是精密高速钢
刀
具涂层技术尚达不到批量生产水平。由于此类设备大多只能用于麻花钻的涂层，而麻花钻
涂层费用极低，相应涂层设备的利润也很低，因此到九十
年代以后，大部分真空设备制造厂
已把发展方向转向其它行业（如装饰涂层等）。
（4）售后服务欠缺制约了国产涂层设备的推
广应用
迄今为止，国内大部分涂层设备生产厂还不能提供完整的刀具涂层工艺技术（包括前处
理工艺、涂层工艺、涂后处理工
艺、检测技术、涂层刀具应用技术等），这种技术不完整性
给用户的生产带来许多技术问题；此外，由于设备生产厂不能提供长期技术服务，导致
国产
涂层设备难以保证长时期稳定、正常使用，从而极大限制了PVD涂层设备的推广应用。
（5）涂层质量不稳定制约了涂层
技术的推广应用
引进设备的高昂成本导致涂层价格居高不下，涂层费用甚至可超过刀具价格的50%；由于
引进渠道不一，设备
选择依据不同，导致设备工艺水平相差较大，影响了涂层刀具的使用效
果；由于国产涂层刀具质量不稳定，涂层刀具检验标准不完备，因此在应用
领域内造成了涂
层价格高、涂层质量不稳定且涂层后刀具性能改善不明显的不良印象，严重影响了刀具涂层
技术的推广应用和快
速发展。
（6）国内机械加工水平不高制约了涂层技术的快速发展
在二十世纪八十年代，我国数控机床的应用还十分有限，机械
加工仍处于较低水平，高
速钢刀具的应用占全部刀具的80%以上，硬质合金刀具仍以焊接刀具为主，可转位刀片以车削
类刀具
为主（一般多采用CVD涂层），整体硬质合金立铣刀、钻头、铰刀等应用较少，因此对
PVD硬质合金刀具涂层的要求并不十分迫切，这在一定
程度上也影响了涂层技术的进一步发展
。
对策建议
随着我国汽车、航空、航天、重机等工业的发展以及数控机
床的迅速普及，我国机械加
工技术正朝着高速加工、绿色制造的方向发展，高速滚齿、高速铣削以及干式切削工艺的应
用对刀具
涂层技术提出了更高要求。
以齿轮高速滚削加工为例，先进的工艺需要采用滚刀MoS2软涂层技术，与TiN涂层相比，
使用
寿命可提高一倍以上。在高速铣削加工中，硬质合金铣削类刀具多选用TiAlN、TiAlCN或
TiNAlN涂层，单一的TiN涂层已不适
合此类加工。市场的需求迫使国内必须加速PVD新技术的
研究和开发。
笔者认为，要使我国新型PVD涂层技术得到快速而有
序的发展，应努力做好以下几方面工
作：
（1）加强项目的规划与管理
工具行业管理部门应加强PVD涂层项
目的规划与管理工作，明确我国新型PVD涂层技术的
短、中、长期发展目标，确立有计划、不间断发展的方针，并通过“官、产、学、研、商”
的有机结合，使项目既有政策支持又有资金保障。我国在这方面也有过成功经验：在八十年
代中期，为了在引进基础上立足于自
行开发，提高工具行业涂层技术的整体水平，原机械工
业部机床工具司组织了全行业力量对引进设备进行技术攻关，开发出的热阴极弧磁控等离子
镀膜机已在工具行业成功地推广应用，并因此带动了国内TiN涂层刀具的普及应用。
（2）建立统一的研究、开发、服务体系
建立统一的研究、开发、服务体系，根据涂层技术的发展趋势和国内外市场需求，有系
统地引进国际先进技术，加强对引进技术
的消化吸收及协作研究工作，逐步增强自我开发能
力，形成专利技术，最终实现满足国内市场需求和参与国际市场竞争的目的。
（3）
建立刀具涂层技术的行业标准
建立涂层设备、涂层刀具的行业检验标准，严格控制涂层刀具质量，确保涂层技术的大
面积推广应
用。信息来源：工具技术切削刀具表面涂层技术是近几十年应市场需求发展起来
的材料表面改性技术。采用涂层技术可有效提高切削刀具使用寿
命，使刀具获得优良的综合
机械性能，从而大幅度提高机械加工效率。因此，涂层技术与材料、切削加工工艺一起并称
为切削刀
具制造领域的三大关键技术。为满足现代机械加工对高效率、高精度、高可靠性的
要求，世界各国制造业对涂层技术的发展及其在刀具制造中的应
用日益重视。我国的刀具涂
层技术经过多年发展，目前正处于关键时期，即原有技术已不能满足切削加工日益提高的要
求，国内
各大工具厂的涂层设备也到了必须更新换代的时期。因此，充分了解国内外刀具涂
层技术的现状及发展趋势，瞄准国际涂层技术先进水平，有计
划、按步骤地发展刀具涂层技
术（尤其是PVD技术），对于提高我国切削刀具制造水平具有重要意义。
国内商业应用PVD技
术概况
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
国内PVD涂层技术的研发工作始于八十年代初，八十年代中期研制
成功中小型空心阴极离子镀膜机及高速钢刀具TiN涂层工艺技术。由于对刀具涂层市场前景的看好，国内引进了热阴极离子镀及阴极电弧（多弧）离子镀技术与装
备。技术及装备的引进摧动了国内刀具PVD涂层技术的第一次开发热潮，国内各大真空设备厂及科研单位纷纷展开了离子镀膜机的研制工作，并于九十年代初开发
出多种PVD设备。但由于大多数的设备性能指标低，涂层工艺稳定性差，预期的市场效益未能实现，从而导致了近十多年国内刀具PVD涂层技术处于徘徊不前的
局面。尽管九十年代末国内成功开发出了硬质合金TiN-TiCN-TiN多元复合涂层工艺技术，并达到了实用水平，但在随后的发展过程中也并未得到市场认
可。随着我国汽车工业的迅速崛起、先进制造技术的大量引进及数控加工技术大面积的普及，自本世纪初，PVD技术在国内掀起了第二次开发热潮。与九十年代不
同，目前国内 PVD技术的发展更具多元性及创新性，归纳起来有以下几种类型：
① 阴极电弧法（Cathode Arc
Deposition ） 国内已由小圆型阴极电弧技术发展到大面积阴极电弧技术及柱型靶阴极电弧技术，主要用于TiAlN等薄膜的制备。
②
热阴极法（Hot Cathode Plating ） 源于Balzers的技术，主要用于TiN等薄膜的制备。
③
磁控溅射法（Magnetron Sputter Plating ）
近年来，磁控溅射技术一直是国内涂层业的重点发展方向，先后出现了非平衡磁控溅射技术、磁控溅射加辅助离子源技术等，可制备各类薄膜。
④
磁控溅射附加阴极电弧法 目前国内已较多采用的技术，可用于多种薄膜的制备。
⑤空心阴极附加磁控溅射及阴极电弧法
空心阴极在国内是一项传统技术，其应用市场仍旧存在。为了充分发挥此技术的特点，国内的研究者将空心阴极与磁控溅射技术、阴极电弧技术结合在一起，用于多
元薄膜的制备，且这种全新的尝试已对市场产生了影响。
归纳起来，国内刀具涂层技术开发的目的仍以TiAlN薄膜为主，上述各类技术已可在
切削刀具上制取
当前国内薄膜技术研究的主要热点
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
近
年来纳米超硬膜技术已成为涂层领域研究开发的热点，自2000年以来在国内已进入持续开发阶段。超硬膜定义为硬度大于40GPa，众所周知，金刚石、立方
氮化硼、非晶态类金刚石等具有超硬膜的本征硬度，其研究及应用已经历了较长时间，但其膜系本身的某些特性却制约了应用领域的拓展。如金刚石薄膜并不适合于
铁基材料的切削加工，而立方氮化硼薄膜由于难于与刀具基体结合、易剥落，且高纯度的c-BN制备困难，也尚未达到商业应用水平。因此近年来薄膜技术的开发
热点更多的集中于非本征超硬膜的研究。非本征硬度超硬薄膜的超硬性和力学性能主要来自于它们组成物的性质和超细显微结构，其组成物多为氧化物、碳化物、氮
化物及硼化物，而其显微结构达到了纳米数量级。
按照Koehler外延异质结构理论，当沉积制备两种不同弹性模量金属M（1）和M
（2）的多层膜时（EM（1）〈EM（2）〉，单层膜的厚度尺寸达到较小数量级时，可有效地阻碍位错源在层内的增殖；当受外部应力作用时，M（1）中的位
错将向M（1）/M（2）界面移动，M（2）中形成的弹性应变会产生一种排斥力，阻碍位错通过界面，因此多层膜的硬度比由混合规则计算得到的硬度高得多。
基于Koehler理论，纳米多层膜的研究已逐渐成为涂层界的开发热点，其设计思路是控制多层膜的一维周期结构，有效调整膜中的位错、缺
陷及运动，从而获得高硬度、高模量及高温性能优异的薄膜。
按其组成，纳米多层超硬膜可分为如下几类：
1、氮化物/氮化
物：TiN/VN，56GPa；TiN/VNbN，41GPa；TiN/NbN，51GPa；TiN/SiN，80～105 GPa
2、
氮化物/碳化物：TiN/CNX，45～55GPa；ZrN/CNX，40～45GPa
3、碳化物/碳化物：TiC
/VC，52GPa；TiC/NbC，45～55GPa；WC/TiC，40GPa
4、氮化物或碳化物/金属：TiN
/Nb，52GPa；TiAlN/Mo，51GPa
5、氮化物/氧化物：TiAlN/Al2O3
6、硼化物/氮化物
或碳化物：TiB/TiN，TiB/TiC，50～70GPa
7、金属/金属等
纳米多层膜的超硬特性及高的模量预示着
在工具领域的广阔应用前景，因此激发了国内相关科研工作者的开发热情。自2000年以来，武汉大学、吉林大学、上海交通大学、西安交通大学等相继开展了类
似的研究工作。研究的重点在于各类纳米多层膜致硬机理的探索，所研究的膜系涉及C3N4/TiN、TiN/NbN、
TaN/NbN、TiN/Al2O3，TiN/Si3N4，TiN/AlN，TiN/TiB2，TiN/SiO2，TIN/SiC，AlN/VN，
Si3N4/CrN等，并获得了所期望的硬度及杨氏模量，而采用的制备手段则以PVD磁控溅射技术为主。上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室所做的
纳米多层AlN/（Ti,Al）N膜，当一维调制周期为10nm时，得到最高硬度29GPa；而当一维调制周期为1.3nm时，可得到最高杨氏模量
377.8GPa。
但应引起重视的是，要实现超硬效应，经实验室研究证实，多层膜的一维周期通常应在10nm左右，而以磁控溅射为主的薄
膜制备技术则基于通过对靶材与被镀工件空间位置及时间长短的控制，达到调整此周期的目的。对于复杂型面的切削刀具而言，各型面处获得均匀一致的纳米尺度的
多层膜层显然十分困难，因此，尽管纳米多层膜的超硬特性及高的模量有望大幅度地提高刀具的综合性能，但到目前为止尚未能进入商业应用。
德
国慕尼黑工业大学的Veprek等则根据Koehler的外延异质结构理论，提出了纳米复合超硬薄膜的理论和设计概念，并采用等离子体化学气相沉积方法制
备了Ti-Si-N（nc-TiN/α-Si3N4）薄膜，据称薄膜硬度可达到105GPa。国内的西安交通大学、青岛化工学院、成都工具研究所等也与其
合作进行了相关的研究工作，并获得了具有价值的实验数据。仅就制备方法而言，PCVD更适合复杂型面工件的纳米级薄膜的制备，然而目前工艺的重复性则是影
响其商业应用的关键问题。
国内PVD技术研究及应用存在的问题
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
1、刀具涂层市场的变化
涂层刀具的应用与切削加工技术紧密相关，与九十年代不同，目前的应用更多地集中于硬质合金可转
位刀片、高速齿轮刀具、硬质合金棒式刀具及部分异型刀具。应用于数控机床，其切削加工速度通常高于100m/min，而单一的TiN薄膜已难于满足使用要
求。目前国内商业应用PVD技术，仍以高速钢刀具涂层为主，尽管市场对涂层刀具的需求不断上升，例如重庆地区的刀具涂层加工总额已从2000年的100万
元增长到了今年的1000万元以上，但应用领域仍以摩托车齿轮加工等行业为主，切削速度大多低于50m/min；而在硬质合金刀具领域应用较少，其大多数
高端涂层刀具产品被国外涂层公司所垄断，尤其是国外刀具涂层加工服务中心的出现，使国内的涂层加工服务企业面临更加严峻的竞争局面。
2、
技术上存在的问题
尽管近年来国内刀具涂层技术有了多元性发展，并已可以制备TiAlN及多层薄膜，但尚未形成真正的、具有国际竞争力的工
业化生产工艺技术及装备，其主要存在的问题如下：
①尽管国内的TiN涂层工艺工业应用基础较好，但在高速切削加工领域及硬质合金刀具涂层
方面却无法满足市场要求，与国外TiAlN涂层相比，涂层刀具寿命相差100%～200%；
②国内的TiAlN涂层技术在成分、薄膜结
构、致密性、结合强度以及均匀性等方面尚不成熟，在常规切削加工中，所表现出的性能与TiN相比并未显现出其优越性；
③在现代先进切削加
工制造中，精密成型加工的要求越来越高，通过合理的薄膜制备技术获取致密的薄膜组织及光整的表面形貌乃是高水平刀具涂层技术发展的基础与根本，与九十年代
不同，国内已淡化了薄膜制备技术的基础研究工作。
④
尽管国内许多院校正在开展多种超硬薄膜材料的研究工作，也获得了极具价值的实验数据，比如含硅、硼等纳米多层膜，但就商业应用而言，其与市场要求仍存在较
大差距，究其原因可归纳为几方面：目前研究的重点仅在于超硬膜致硬机理的探索，而缺乏制备技术的基础研究；受条件所限，国内超硬膜的制备仍以普通磁控溅射
技术为主，对于复杂型面切削刀具的超硬薄膜的制备而言，并不是最佳的选择；与商业应用技术紧密相关的薄膜结合强度的提高、内部应力的控制技术的研究则少有
人问津。
3、涂层设备开发制造存在的问题
由于缺乏资金支持，国内涂层设备在设计、开发上与国外差距较大，尽管也有某些创
新思路，但绝大多数设备制造商延续了原有的设计概念，设备的结构与九十年代大同小异，由于对薄膜制备机理缺乏深入研究，因此在设备的设计上存在盲目性。
4、
整体配套性差，应用基础研究缺乏
整体配套性差、应用基础研究缺乏一直是困扰国内刀具涂层技术发展的瓶颈。目前刀具涂层的趋势是以发展涂层
加工中心为主，因此技术的整体性极为关键，前处理技术、涂层工艺技术、后处理技术及质量控制技术都是应予考虑的。而国内涂层设备制造商大多仅以提供涂层主
机为主，这种模式阻碍了工业化生产的快速推进；另一方面也造成设备制造商与市场的严重脱节，制约了技术的良性发展，使得创新无从谈起。
我
国刀具PVD涂层技术发展的问题与对策
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
【问
题分析】
与国外相比，我国刀具PVD涂层技术的研究和开发起步并不太晚，而且在发展初期大量引进了当时国际上最先进的各类涂层设备，八十
年代后期国产涂层设备也得到了迅速发展，但该项技术真正广泛应用于高速钢刀具却是在九十年代中期。
到目前为止，虽然国内对硬质合金刀具
TiCN涂层的研究已取得突破，但国内市场的涂层产品仍以TiN涂层为主。分析其原因，可归纳为以下几点：
（1）前期集中引进对国内
PVD技术后续发展的影响
八十年代中期国外PVD技术及装备的集中引进虽然使我国发展该项技术有了一个高起点，同时也解决了高速钢刀具的
涂层问题，但由于引进设备的厂家都是国内的刀具生产骨干企业（其刀具产品的国内市场占有率很高），这些先进涂层设备的引进在相当长一段时间内已可满足这些
企业的生产要求，因此对国产PVD技术和设备的需求不太强烈，这在一定程度上影响了国产PVD设备在刀具制造领域的应用与发展；另一方面，八十年代中期
PVD技术还处于发展初期，随着该项技术的不断发展，进入九十年代后新技术层出不穷，这些企业早期引进的技术亟待更新，但昂贵的价格使企业很难再次引进新
技术和新设备，国内也因此错失了发展提高PVD技术的最佳时期。
（2）对新工艺的研发重视不够
尽管八十年代国内引进了当
时最先进的PVD技术，但当时PVD技术尚处于发展初期，国内对其后续发展空间及发展速度无法充分估计；此外，物理涂层技术是集电子物理、材料、真空控制
技术于一体的新型技术，在研究、生产、应用等方面对人员配置有较高要求，而大部分引进PVD技术的企业偏重生产，对开发人员及资金配置不足，难以推动工艺
技术的进一步自主开发，新工艺、新技术仍需再引进，而再引进的费用十分昂贵（如Balzers公司的设备从TiN涂层工艺升级为TiCN涂层工艺，仅硬件
改造费即需30万美元），因此影响了国内涂层技术新工艺和装备的研发。
（3）国产设备开发缺乏统一性、合理性及协作性
八
十年代后期，国内一些真空设备制造厂及科研单位对PVD刀具涂层市场过于乐观，纷纷加大各类PVD涂层设备的开发力度，但由于缺乏对切削工艺及刀具涂层工
艺的深入了解，与工具厂合作不够，因此开发的涂层设备大多无法满足刀具涂层工艺的要求，尤其是精密高速钢刀具涂层技术尚达不到批量生产水平。由于此类设备
大多只能用于麻花钻的涂层，而麻花钻涂层费用极低，相应涂层设备的利润也很低，因此到九十年代以后，大部分真空设备制造厂已把发展方向转向其它行业（如装
饰涂层等）。
（4）售后服务欠缺制约了国产涂层设备的推广应用
迄今为止，国内大部分涂层设备生产厂还不能提供完整的刀具
涂层工艺技术（包括前处理工艺、涂层工艺、涂后处理工艺、检测技术、涂层刀具应用技术等），这种技术不完整性给用户的生产带来许多技术问题；此外，由于设
备生产厂不能提供长期技术服务，导致国产涂层设备难以保证长时期稳定、正常使用，从而极大限制了PVD涂层设备的推广应用。
（5）涂层质
量不稳定制约了涂层技术的推广应用
引进设备的高昂成本导致涂层价格居高不下，涂层费用甚至可超过刀具价格的50%；由于引进渠道不一，设
备选择依据不同，导致设备工艺水平相差较大，影响了涂层刀具的使用效果；由于国产涂层刀具质量不稳定，涂层刀具检验标准不完备，因此在应用领域内造成了涂
层价格高、涂层质量不稳定且涂层后刀具性能改善不明显的不良印象，严重影响了刀具涂层技术的推广应用和快速发展。
（6）国内机械加工水平
不高制约了涂层技术的快速发展
在二十世纪八十年代，我国数控机床的应用还十分有限，机械加工仍处于较低水平，高速钢刀具的应用占全部刀具
的80%以上，硬质合金刀具仍以焊接刀具为主，可转位刀片以车削类刀具为主（一般多采用CVD涂层），整体硬质合金立铣刀、钻头、铰刀等应用较少，因此对
PVD硬质合金刀具涂层的要求并不十分迫切，这在一定程度上也影响了涂层技术的进一步发展。
【对策建议】
随着我国汽车、
航空、航天、重机等工业的发展以及数控机床的迅速普及，我国机械加工技术正朝着高速加工、绿色制造的方向发展，高速滚齿、高速铣削以及干式切削工艺的应用
对刀具涂层技术提出了更高要求。
以齿轮高速滚削加工为例，先进的工艺需要采用滚刀MoS2软涂层技术，与TiN涂层相比，使用寿命可提高
一倍以上。在高速铣削加工中，硬质合金铣削类刀具多选用TiAlN、TiAlCN或TiNAlN涂层，单一的TiN涂层已不适合此类加工。市场的需求迫使
国内必须加速PVD新技术的研究和开发。
笔者认为，要使我国新型PVD涂层技术得到快速而有序的发展，应努力做好以下几方面工作：
（1）
加强项目的规划与管理
工具行业管理部门应加强PVD涂层项目的规划与管理工作，明确我国新型PVD涂层技术的短、中、长期发展目标，确立
有计划、不间断发展的方针，并通过“官、产、学、研、商”的有机结合，使项目既有政策支持又有资金保障。我国在这方面也有过成功经验：在八十年代中期，为
了在引进基础上立足于自行开发，提高工具行业涂层技术的整体水平，原机械工业部机床工具司组织了全行业力量对引进设备进行技术攻关，开发出的热阴极弧磁控
等离子镀膜机已在工具行业成功地推广应用，并因此带动了国内TiN涂层刀具的普及应用。
（2）建立统一的研究、开发、服务体系
建
立统一的研究、开发、服务体系，根据涂层技术的发展趋势和国内外市场需求，有系统地引进国际先进技术，加强对引进技术的消化吸收及协作研究工作，逐步增强
自我开发能力，形成专利技术，最终实现满足国内市场需求和参与国际市场竞争的目的。
（3）建立刀具涂层技术的行业标准
建
立涂层设备、涂层刀具的行业检验标准，严格控制涂层刀具质量，确保涂层技术的大面积推广应用。信息来源：工具技术切削刀具表面涂层技术是近几十年应市场需
求发展起来的材料表面改性技术。采用涂层技术可有效提高切削刀具使用寿命，使刀具获得优良的综合机械性能，从而大幅度提高机械加工效率。因此，涂层技术与
材料、切削加工工艺一起并称为切削刀具制造领域的三大关键技术。为满足现代机械加工对高效率、高精度、高可靠性的要求，世界各国制造业对涂层技术的发展及
其在刀具制造中的应用日益重视。我国的刀具涂层技术经过多年发展，目前正处于关键时期，即原有技术已不能满足切削加工日益提高的要求，国内各大工具厂的涂
层设备也到了必须更新换代的时期。因此，充分了解国内外刀具涂层技术的现状及发展趋势，瞄准国际涂层技术先进水平，有计划、按步骤地发展刀具涂层技术（尤
其是PVD技术），对于提高我国切削刀具制造水平具有重要意义。
真空涂层技术的发展
真空涂层技术起步时间不长，国际上在
上世纪六十年代才出现将CVD(化学气相沉积)技术应用于硬质合金刀具上。由于
该技术需在高温下进行(工艺温度高于
1000?C)，涂层种类单一，局限性很大，因此，其发展初期未免差强人意。
　　到了上世纪七十年代末，开始出现
PVD(物理气相沉积) 技术，为真空涂层开创了一个充满灿烂前景的新天地，之后在短短的二、三十年间PVD
涂层技术得到迅猛发展，究其原因，是因为其在真空密封的腔体内成膜，几乎无任何环境污染问题，有利于环保；因为其能得到光亮、华贵的表面，在颜色上，成熟
的有七彩色、银色、透明色、金黄色、黑色、以及由金黄色到黑色之间的任何一种颜色，可谓五彩缤纷，能够满足装饰性的各种需要；又由于 PVD
技术，可以轻松得到其他方法难以获得的高硬度、高耐磨性的陶瓷涂层、复合涂层，应用在工装、模具上面，可以使寿命成倍提高，较好地实现了低成本、高收益的
效果；此外， PVD 涂层技术具有低温、高能两个特点，几乎可以在任何基材上成膜，因此，应用范围十分广阔，其发展神速也就不足为奇。
真
空涂层技术发展到了今天还出现了PCVD(物理化学气相沉积)、MT-CVD(中温化学气相沉积)等新技术，各种涂层设备、各种涂层工艺层出不穷，如今在
这一领域中，已呈现出百花齐放，百家争鸣的喜人景象。
　　与此同时，我们还应该清醒地看到，真空涂层技术的发展又是严重不平衡的。由于刀
具、模具的工作环境极其恶劣，对薄膜附着力的要求，远高于装饰涂层。因而，尽管装饰涂层的厂家已遍布各地，但能够生产工模涂层的厂家并不多。再加上刀具、
模具涂层售后服务的欠缺，到目前为止，国内大多数涂层设备厂家都不能提供完整的刀具涂层工艺技术(包括前处理工艺、涂层工艺、涂后处理工艺、检测技术、涂
层刀具和模具的应用技术等)，而且，它还要求工艺技术人员，除了精通涂层的专业知识以外，还应具有扎实的金属材料与热处理知识、工模涂层前表面预处理知
识、刀具、模具涂层的合理选择以及上机使用的技术
要求等，如果任一环节出现问题，都会给使用者产生使用效果不理想这样的结论。所有这些，
都严重制约了该技术在刀具、模具上的应用。
　　另一方面，由于该技术是一门介乎材料学、物理学、电子、化学等学科的新兴边缘学科，而国内
将其应用于刀具、模具生产领域内的为数不多的几个骨干厂家，大多走的也是一条从国外引进先进设备和工艺技术的路子，尚需一个消化、吸收的过程，因此，国内
目前在该领域内的技术力量与其发展很不相称，急需奋起直追。
2.  PVD 涂层的基本概念及其特点
PVD
是英文“Physical Vapor
Deposition”的缩写形式，意思是物理气相沉积。我们现在一般地把真空蒸镀、溅射镀膜、离子镀等都称为物理气相沉积。
　　较为成
熟的 PVD 方法主要有多弧镀与磁控溅射镀两种方式。多弧镀设备结构简单，容易操作。它的离子蒸发源靠电焊机电源
供电即可工作，其引弧
的过程也与电焊类似，具体地说，在一定工艺气压下，引弧针与蒸发离子源短暂接触，断开，使气体放电。由于多弧镀的成因主要是借助于不断移动的弧斑，在蒸发
源表面上连续形成熔池，使金属蒸发后，沉积在基体上而得到薄膜层的，与磁控溅射相比，它不但有靶材利用率高，更具有金属离子离化率高，薄膜与基体之间结合
力强的优点。此外，多弧镀涂层颜色较为稳定，尤其是在做 TiN
涂层时，每一批次均容易得到相同稳定的金黄色，令磁控溅射法望尘莫及。多弧镀的不足之处是，在用传统的 DC
电源做低温涂层条件下，当涂层厚度达到0.3μm
时，沉积率与反射率接近，成膜变得非常困难。而且，薄膜表面开始变朦。多弧镀另一个不足之处是，由于金属是熔后蒸发，因此沉积颗粒较大，致密度低，耐磨性
比磁控溅射法成膜差。
　　可见，多弧镀膜与磁控溅射法镀膜各有优劣，为了尽可能地发挥它们各自的优越性，实现互补，将多弧技术与磁控技术
合而为一的涂层机应运而生。在工艺上出现了多弧镀打底，然后利用磁控溅射法增厚涂层，最后再利用多弧镀达到最终稳定的表面涂层颜色的新方法。
　
　大约在八十年代中后期，出现了热阴极电子枪蒸发离子镀、热阴极弧磁控等离子镀膜机，应用效果很好，使TiN
涂层刀具很快得到普及性应用。其中热阴极电子枪蒸发离子镀，利用铜坩埚加热融化被镀金属材料，利用钽灯丝给工件加热、除气，利用电子枪增强离化率，不但可
以得到厚度 3~5μm的TiN 涂层，而且其结合力、耐磨性均有不俗表现，甚至用打磨的方法都难以除去。但是这些设备都只适合于
TiN涂层，或纯金属薄膜。对于多元涂层或复合涂层，则力不从心，难以适应高硬度材料高速切
削以及模具应用多样性的要求。
3. 
现代涂层设备(均匀加热技术、温度测量技术、非平衡磁控溅射技术、辅助阳极技术、中频电源、脉冲技术)
现代涂层设备主要由真空室、真空获得部分、真空测量部分、电源供给部分、工艺气体输入系统、机械传动部分、加热及测温部件、离子蒸发或溅射源、水冷系统等
部分组成。
3.1 真空室
　　涂层设备主要有连续涂层生产线及单室涂层机两种形式，由于工模涂层对加热及机械传动部分有
较高要求，而且工模形状、尺寸千差万别，连续涂层生产线通常难以满足要求，须采用单室涂层机。
3.2 真空获得部分
　　
在真空技术中，真空获得部分是重要组成部分。由于工模件涂层高附着力的要求，其涂层工艺开始前背景真空度最好高于6mPa，涂层工艺结束后真空度甚至可达
0.06mPa 以上，因此合理选择真空获得设备，实现高真空度至关重要。
　　就目前来说，还没有一种泵能从大气压一直工作到接近超高
真空。因此，真空的获得不是一种真空设备和方法所能达到的，必须将几种泵联合使用，如机械泵、分子泵系统等。
3.3 真空测量部分
　
　真空系统的真空测量部分，就是要对真空室内的压强进行测量。像真空泵一样，没有一种真空计能测量整个真空范围，人们于是按不同的原理和要求制成了许多种
类的真空计。
3.4 电源供给部分
　　靶电源主要有直流电源(如 MDX)、中频电源(如美国 AE公司生产的
PE、PEII、PINACAL)；工件本身通常需加直流电源(如 MDX)、脉冲电源(如美国AE公司生产的
PINACAL+)、或射频电源(RF)。
3.5 工艺气体输入系统
　　工艺气体，如氩气(Ar)、氪气(Kr)、氮气
(N2)、乙炔(C2H2)、甲烷(CH4)、氢气(H2)、氧气(O2)等，一般均由气瓶供应，经气体减压阀、气体截止阀、管路、气体流量计、电磁阀、
压电阀，然后通入真空室。这种气体输入系统的优点是，管路简捷、明快，维修或更换气瓶容易。各涂层机之间互不影响。也有多台涂层机共用一组气瓶的情况，这
种情况在一些规模较大的涂层车间可能有机会看到。它的好处是，减少气瓶占用量，统一规划、统一布局。缺点是，由于接头增多，使漏气机会增加。而且，各涂层
机之间会互相干扰，一台涂层机的管路漏气，有可能会影响到其他涂层机的产品质量。此外，更换气瓶时，必须保证所有主机都处于非用气状态。
3.6
机械传动部分
刀具涂层要求周边必须厚度均匀一致，因此，在涂层过程中须有三个转动量才能满足要求。即在要求大工件台转动(I)的同时，
小的工件承载台也转动( II),并且工件本身还能同时自转(III)。
　　在机械设计上，一般是在大工件转盘底部中央为一大的主动齿
轮，周围是一些小的星行轮与之啮合，再用拨叉拨动工件自转。当然，在做模具涂层时，一般有两个转动量就足够了，但是齿轮可承载量必须大大增强。
3.7
加热及测温部分
　　做工模涂层的时候，如何保证被镀工件均匀加热比装饰涂
层加热要重要得多。工模涂层设备一般均有前后
两个加热器，用热电偶测控温度。但是，由于热电偶装夹的为置不同，因而，温度读数不可能是工件的真实温度。要想测得工件的真实温度，有很多方法，这里介绍
一种简便易行的表面温度计法 (Surface
Thermomeer)。该温度计的工作原理是，当温度计受热，底部的弹簧将受热膨胀，使指针推动定位指针旋转，直到最高温度。降温的时候，弹簧收缩，指
针反向旋转，但定位指针维持在最高温度位置不动，开门后，读取定位指针指示的温度，即为真空室内加热时，表面温度计放置位置所曾达到的最高温度值。
3.8
离子蒸发及溅射源
　　多弧镀的蒸发源一般为圆饼形，俗称圆饼靶，近几年也出现了长方形的多弧靶，但未见有明显效果。圆饼靶装在铜靶座
(阴极座)上面，两者为罗纹连接。靶座中装有磁铁，通过前后移动磁铁，改变磁场强度，可调整弧斑移动速度及轨迹。为了降低靶及靶座的温度，要给靶座不断通
入冷却水。为了保证靶与靶座之间的高导电、导热性，还可以在靶与靶座之间加锡(Sn)垫片。磁控溅射镀膜一般采用长方形或圆柱形靶材，
3.9
水冷系统
　　因为工模涂层时，为了提高金属原子的离化率，各个阴极靶座都尽可能地采用大的功率输出，需要充分冷却；而且，工模涂层中的
许多种涂层，加热温度为 400~500?C，因此，对真空室壁、对各个密封面的冷却也很重要，所以冷却水最好采用18~20?C
左右的冷水机供水。为了防止开门后，低温的真空室壁、阴极靶与热的空气接触析出水珠，在开门前 10
分钟左右，水冷系统应有能力切换到供热水状态，热水温度约为 40~45?C。
4.  工模具PVD 的工作步骤
　　工
模具 PVD 基本工艺流程可简述为：IQC→前处理→PVD→FQC，分别介绍如后。
4.1 IQC
IQC(In
Quality Control)的主要工作除了常规的清点数量
，
检查图纸与实物是否相符外，还须仔细检查工件表面，特
别是刃口部位有无裂纹等缺陷。有时对于一些刀具、刀粒的刃口，在体式显微镜下观察，更方便发现问题；另外，IQC
的人员还要注意检查待镀膜件有无塑胶、低熔点的焊料等，这些东西如果因漏检而混入镀膜程序，则将在真空室内严重放气，轻者造成整批产品脱涂层，重者使原本
OK 的产品报废，后果不堪设想。
4.2 前处理工艺(蒸汽枪、喷砂、抛光、清洗) 
　　前处理的目的是净化或粗化工
件表面。净化就是要去除各种表面玷污物，制备洁净表面。通常使用各种净化剂，借助机械、物理或化学的方法进行净化。
　　粗化与光蚀相反，
其目的在于制备粗糙的表面以提高喷涂层或涂料装饰的结构强度。我们现在已有的前处理主要方法为：高温蒸洗、清洗、喷砂、打磨、抛光等方法。
4.2.1
高温蒸洗
　　目前，PVD 车间常用的高温蒸洗设备是蒸汽枪。它的最大工作温度可达 145?C，气压在 3~5
巴左右。由于模具中经常带有一些细小孔、螺纹孔，孔内中常常有油污、残余冷却液等杂质，用常规清洗的方法难以除去。此时，高温蒸洗设备便可最大程度的发挥
它的优越性。
4.2.2
清洗
　　各厂工模涂层前清洗程序大致如下：
1.超声波除蜡
→2.过水→3. 超声波除油→4.过水→5. 超声波自换→6.过水→7.过纯水→8.强风干燥
　　具体实施时，与我们所熟悉的装饰涂
层前的清洗又有许多不同。这是因为装饰涂层的底材大多为不锈钢或钛合金，不容易生锈。此外，装饰涂层对水印、点痣等缺陷是绝对不允许的。因此，装饰涂层对
纯水的水质要求极高，甚至要达到 15MΩ
以上。要保证清洗的高质量，可以通过反复清洗，并在高质量的纯水加超声波中长时间浸泡来得到。但是，工模的清洗就不同，尤其是一些热做模具钢，如果像装饰
涂层那样去清洗，就会锈得一塌糊涂。
　　由于工模涂层的原始表面状态，除了一些高标准的镜面模具以外，一般较装饰涂层要粗糙，因而，对涂
层后的表面状态的要求也不象装饰涂层那样高，这就允许我们采取快速过水，用干燥、无油的压缩空气吹干，然后对工模强风干燥的方法来处理。而那些高标准的镜
面模具，一般均为136 等不锈钢，可以借用装饰涂层的清洗法。
　　总而言之，工模涂层前的清洗方法因工模所使用的材料的不同而不同，因
工模涂层前的表面状态的不同而不同，且不可千篇一律。下面是几种材料生锈由难到易的排序，供参考：
　　不锈钢、硬质合金、金属陶瓷合金、
DC53、高速钢、8407 有一种自动清洗机型号为 CR288，产自德国。该机一次最大
清洗量为
80KG，主要用于清洗刀具、小型零部件、或小尺寸的模具。它共有三个清洗缸，里面的溶液分别为自来水+清洗剂、自来水、去离子水。除了常见的超声波、大
水冲洗、喷淋、摆动、热风干燥等功能外，该机另外一个优点是最后设有抽真空步骤，可以使水分尽快挥发掉。
　　自动清洗机内存十种工艺，均
由供方预先设定。一至九可分别用于不同类型的产品、不同的表面状态的净化处理。第十种用于加注清洗剂。
4.2.3
喷砂
　
　喷砂法是借助压缩空气使磨料强力冲刷工件表面，从而去除锈蚀、积碳、焊渣、氧化皮、残盐、旧漆层等表面缺陷。按磨料使用条件，喷砂分为干喷砂与湿喷砂两
类。
　　喷砂的工艺参数主要有枪距、倾角、装夹台旋转速度、移动速度、行程、往返次数、喷砂时间、喷砂气压。我们已使用过的参数有枪
距：30~70mm; 倾角 30~70?C; 装夹台旋转速度 10~30；往返次数 3~9 次；喷砂气压：1.8~3.5
巴等。具体操作时，根据工件表面脏污程度，工件硬度，工件表面几何形状等因素，选取上下限。我们在干喷砂机中所选用的磨料为玻璃珠，适合喷一些硬度介中的
材料，如油钢、模具等；在液体喷砂机中所选用的磨料为氧化铝，硬度较高，适合喷一些硬度高的材料，如硬质合金材料。对于工模涂层而言，喷砂所使用的磨料粒
度也很重要。如果磨料粒度过大，则工件表面太粗糙；如果磨料粒度太小，又会降低冲击力度，甚至嵌在工件表面，清洗难以去除，从而使工件涂层附着力降低。为
此，欧洲一些国家，对工模涂层前喷砂
所用磨料粒度做过仔细研究，严格到必须保证 85%以上的晶粒度在中 A、B
两点范围内才能使用。相比之下，我国磨料的供应商还缺乏这方面的共识，我们也很少有做这方面的检验。
4.3 PVD
涂层工艺(加热、离子清洗、涂层、冷却、工艺气体、气压、温度、溅射功率)
4.4 FQC
FQC
的英文全拼为：“Function Quality Control”，意思是功能质量控制，它有别与一般意义上的  OQC(Out  Quality
Control) 。FQC
的内容主要包括外观检查、层深检查、附着力检查、耐磨性检查、抗蚀性检查、模拟性测试等方法。我厂目前应用的主要有外观检查、层深检查和附着力检查。由于
我们所接触的产品大多都是不允许做破坏性检查的，因而我们在镀膜时，每批都会放进随批试样。做层深检查和附着力检查的时候，大多数情况下，实际上是对随批
试样进行检查。因为试样与产品在原材料、热处理状态、装夹位置等方面都难于一致，所以这样检测出的结果，与产品实际值会有一定的误差。有时可能还会有相当
大的误差，只能做参考使用。当然，必要的时候，我们也可以通过制作模拟件，达到准确测量的目的。
4.4.1
外观检查
　
　对于开门取件后的产品，应仔细检查表面有无裂纹、掉涂层、疏松等缺陷。对于刀具、刀粒，还需在显微镜下仔细检查它们的刃口状态。
4.4.2
层深检查
　　层深检查有切片金相观察法、X-ray
检查法、用单色光做光源的光学测试法、球磨仪测试法等多种方法。工模涂层的层深检查是在球磨仪上进行的。方法是先用直径为 10mm
的钢球与测试表面滚磨，然后在显微镜下测量磨痕的有关数据，带入公式中，即可方便算出层深。
　　这种层深检查法的特点是：方便适用，误差
稍大。但这种误差应用于工模上面影响不会太大。有兴趣的同事还可参阅有关的说明书。附着力的检查方法有很多，各个厂根据自己产品的特点，都制定了相应的检
测方法。其中，比较权威的方法有两种，一种是在洛氏硬度计上，以圆锥型金刚石压头做压痕试验，在显微镜下观察，以压痕周边裂纹的多少来判断涂层附着力的高
低。该方法对金刚石压头的形状要求很高，不但严格要求中心点在圆的中心，而且金刚石圆锥的圆度必须十分规则。遗憾的是，目前，我国还没有它的国家或行业标
准；另一种方法是划痕法，我国有些涂层发起较早的科研部门，也是采用的该方法，有专门的国家行业标准可供查询。
5.  工装夹具的处理
6. 
涂后处理工艺(喷砂、涂脂技术，抛光处理)
7.  检测技术(结合力的检测、层深的检测、酸蚀)
8. 
涂层剥离技术(TiN/TiAlN 的剥离技术、CrN/DLC/CrAlTiN 的剥离技术、硬质合金的表面涂层剥离技术)
9.涂层刀
具的应用技术(涂层的正确选择、涂层刀具的正确使用
　　涂层对刀具的优化非常大，由于高速切削加工比传统切削加工所产生的温度要高，应用
涂层，可以发挥其耐高温、抗氧化及加硬材质等作用。例如，氮化铬(CrN)涂层可降低磨擦系数，改善光洁度及排屑情况
 
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