开云app(kaiyun)官方网站-中国有限公司

开云app(kaiyun)官方网站-中国有限公司
超硬刀具国产化的先驱
专业硬材料加工工具的开拓者
绿色高效工具
示范工程
让世界不再有难加工
的材料
热线电话:
400-119-3315
0371-86566583

行业焦点

传统切削刀具的基础知识

发布日期:2017-02-10 11:21:55

导读:本文对硬质合金刀片、涂层刀片及陶瓷刀片进行简单知识介绍,让更多机加工行业的人们了解以上刀片的工艺技术,这样在使用过程中,对于刀具的正确使用和性能优化将大有裨益。

    每年机加工车间可能都要消耗数千枚切削刀片,每天可能都要使用许多切削刀片,但人们却从来没有细想过在为什么要用这款刀片而不是那款?了解一些有关切削刀片的制造工艺技术,对于刀具的正确使用和性能优化将会大有裨益。
    硬质合金刀片
    与所有人造制品一样,制造切削刀片首先要解决原材料的问题,即确定刀片材料的成分与配方。现在大部分刀片都是由硬质合金制成,其主要成分为碳化钨(WC)和钴(Co)。WC是刀片中的硬质颗粒,而Co作为结合剂可使刀片成形。
    改变硬质合金特性一方面是通过改变所用WC颗粒的晶粒尺寸。粒度较大(3-5μm)的WC颗粒制备的硬质合金材料硬度较低,比较容易磨损;粒度较小(<1μm)的WC颗粒则可以生产出硬度较高、耐磨性较好,但脆性也较大的硬质合金材料。在加工硬度非常高的金属材料时,采用细晶粒硬质合金刀片可能会获得理想的加工效果。而另一方面,粗晶粒硬质合金刀片在断续切削或其他对刀片韧性要求较高的加工中性能更为优越。
    改变硬质合金特性的另一方面则是改变WC与Co的含量比例。与WC相比,Co的硬度低得多,但韧性更好,因此,减少Co含量将获得硬度更高的刀片。当然,这再一次提出了综合平衡的问题—硬度更高的刀片具有更好的耐磨性,但其脆性也更大。根据具体的加工类型,需要相关的科学知识和丰富的加工经验,选择适当的WC晶粒尺寸和Co含量比。
    随着制造业的发展,硬质合金刀具为了更好的发展,研发出硬质合金涂层刀片,也就是在硬质合金刀片外层增大Co含量(厚度在15-25μm),使其硬度和强度都得到有效提高。
    涂层刀片
    对硬质合金表面进行涂层的常见工艺有化学气相沉积(CVD)工艺和物理气相沉积(PVD)工艺。
    所谓的化学气相沉积(CVD)工艺,即通过高电流将某种金属靶材离子化,然后通过蒸发冷凝沉积到刀片上。可以将这一过程形象地比喻为,当柏油路面的温度变得非常低,而空气中又充满高浓度的水汽时,就会在路面上形成一层薄冰。不过,与此不同的是,虽然置于涂层炉中的刀片温度相对较低,但实际炉温可能超过480℃。
    另一种涂层工艺:物理气相沉积(PVD)工艺。与CVD工艺相比,采用PVD技术可以沉积出更薄的涂层,从而可使切削刃更锋利,在切削难加工材料(如淬硬钢、钛合金和耐热超级合金)时可获得更优异的切削性能。
    在典型的刀片CVD涂层工艺中,刀片上涂覆的一层涂层为氮碳化钛(TiCN)。这种涂层材料能提供优异的耐磨性,而且还具有易于与硬质合金基体粘结的优点。通常,氧化铝(Al2O3)被用作第二层涂层。这种涂层具有极佳的热稳定性和化学稳定性,能保护刀片免受 切削高温和冷却液中化学成分的不利影响。
    TiCN和Al2O3涂层的厚度主要取决于刀片的加工类型。如车削加工硬材料时,需要对刀片进行充分保护,故每种涂层的厚度可能都需要达到10μm。但对于软材料的精加工工序,可能涂覆5μm厚的TiCN层和2μm厚的Al2O3层效果更好。
    陶瓷刀片
    随着耐热合金材料(如Inconel合金)在航空工业和其他行业零部件中的应用日趋广泛,对切削刀具提出更高要求,因此陶瓷刀片便诞生了,其对以上难加工材料的加工表现出优异的切削性能。
    陶瓷刀片的制造工艺与硬质合金刀片非常相似。由于陶瓷不像其他材料那样容易粘结,因此在烧结时必须采用高很多的温度和压力。
    陶瓷刀片虽然自身硬度、耐磨性相较于硬质合金刀片高很多,但脆性大是其大的缺陷,也因此没能得到很好的发展,只用于小于量的精加工工序,并且尽量避免断续切削工况。故在选择刀片牌号时,好咨询企业的刀具工程师,选择其推荐产品加工工件效果更有保障。

关于开云app(kaiyun)官方网站

联系我们

开云app(kaiyun)官方网站官方网站
销售热线:400-119-3315 联系电话:0371-86566583 邮编:450001 传真:0371-67981990 豫ICP备16033243号
Baidu
sogou