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GC1030硬质合金--加工模具用高效长命命切削刀具资料

来历:       时候:  2017-02-28 10:26
        瑞典山特维克公司的新型GC1030硬质合金商标是环球领先开辟的TiAlN超多层涂层硬质合金刀具资料,它在模具资料的加工中,阐扬出了进步加工效力、耽误刀具寿命的出色机能。
        (1)模具资料变更带来的题目   最近几年来,跟着模具资料的机能不时进步,模具的寿命不时耽误,但同时模具资料的可加工性(切削和磨削)也愈来愈差。最近几年来,模具的加工体例产生了很大变更,正从机器加工→淬火→精加工的传统加工体例向间接切削加工淬硬资料的体例转变,从而削减了加工工序,下降了加工本钱。对SKD61等淬硬资料,间接切削加工不会呈现太大题目;但对最近几年来新开辟的跨世纪的新型模具资料,则既没法进步切削前提,也难以保障刀具寿命。这是一个不能轻忽的大题目。  
        (2)可切削性好转的缘由   以后,对应于各类差别的利用目标,对模具资料的机能遏制了最优化,其配合寻求的机能特色是高硬度、高韧性、高耐蚀性、已加工外表光亮雅观、品质杰出等。为了知足这些特征请求,须要接纳增加各类合金元素、节制资料结晶机关、断根杂质等办法。可是,从切削刀具的角度来对待这些机能改良,就会发明它给刀具带来了比切削抗力回升、因粘结致使刀尖破坏的风险性增大、易切削成份削减等困难。为领会决这些题目,就必须开辟耐热性、抗粘结性等切削机能优良的刀具资料。  
        (3)开辟新型刀具资料的须要性   为领会决上述题目,山特维克公司开辟了铣削模具用涂层硬质合金资料。在铣削普通硬度资料时,可接纳具备较高的耐热性、耐磨性、化学不变性的涂层硬质合金刀具。而在铣削SKD61淬硬钢时,利用以K类(GC3040)硬质合金作为基体、涂有M2O3涂层的刀具是最好的挑选。可是,这些刀具对跨世纪的新型模具资料并不合用。用CVD法涂覆的涂层硬质合金刀具不能坚持尖锐的切削刃,在涂层外部残留有拉应力,在铣削粘而硬的模具资料时,在切削刃的涂层上轻易产生微崩刃,并会慢慢扩展为较大崩刃。  
        用2种PVD涂层刀具资料和3种CVD涂层刀具资料做了铣削DAC55(硬度HRC47)模具资料的刀具寿命对照实验。3种CVD涂层资料是在差别基体资料外表涂覆差别厚度的TiN-Al2O3-TiCN三元涂层资料;2种PVD涂层资料是在差别基体资料上涂覆含Al比例差别的TiAlN涂层。察看切屑厚度与刀具寿命的干系,能够看出,PVD-TiAlN涂层资料排在第1和第2位,特别是含Al量多的PVD-TiAlN涂层资料的切削寿命优于其余四种资料。TiAlN涂层之以是能取得高耐热性,是因为在涂覆进程中,Al与氛围中的氧反映天生氧化铝的成果。可是,因为PVD涂层与基体的连系强度有必然限制,是以对粘性资料的加工就不大顺应。在切削DAC55工件资料(HRC47)的加工实例中(实验刀具:R210-063Q22-14M;切削速率:Vc=50m/min;刀齿数:z=1;轴向切削余量:ap=1mm;径向切削余量:ae=1mm;顺铣;干切削;刀具寿命判定规范:VB=0.2mm),最长的刀具寿命也只要25分钟。是以,须要开辟高机能的新型涂层资料。  
        (4)超多层涂层的开辟   山特维克公司几年前就起头存眷超多涂层的感化,推动车削刀片、全体硬质合金立铣刀用超多涂层的研讨开辟及商品化,为进步出产效力和刀具寿命做出了严重进献。所谓超多涂层,是将数微米厚的PVD或CVD涂层瓜代组合堆叠涂覆的涂层机关,其长处是涂层外部产生的微裂纹将在半途遏制扩展,从而下降涂层零落的能够性。而对单层涂层来讲,当涂层裂纹扩展到基体外表时,此处就成为涂层剥离的出发点。是以能够说,不轻易产生此类环境的涂层便是优良涂层。   GC1030涂层商标在4μm厚的PVD涂层内为多达数千层的超多层涂层机关,组成涂层的元素有钛(Ti)、铝(Al)和氮(N)。从涂层的全体布局来看,是一种超多层的TiAlN涂层;从微观布局上看,是经由过程转变各层Ti和Al的配比并瓜代堆叠组合而成的超多层TiAlN涂层,其成果是组成了具备高耐热性的含Al成份高的涂层和高韧性涂层瓜代堆叠的涂层机关。从全体上组成了史无前例的高耐热性和抗剥离性兼备的TiAlN涂层资料。  
        (5)机能对照   用山特维克公司原本的TiAlN涂层刀片与GC1030超多层TiAlN涂层刀片遏制了切削DAC3工件资料(HRC41)的机能对照实验(切削速率:Vc=90m/min;每齿进给量:fz=0.15mm/齿;刀齿数:z=1;轴向切削余量:ap=2mm;径向切削余量:ae=20mm;顺铣;干切削)。原有TiAlN涂层中含Al成份较多,是一种具备高耐热性的刀片。比拟两种刀片实验后的切削刃可知,GC1030商标TiAlN涂层刀片不只加工时候长,且切削刃磨损很小,是一种机能优良的超多层机关的TiAlN涂层资料。
        GC1030涂层与其余公司含Al成份多的TiAlN涂层的切削对照实验(试件资料仍为DAC3,切削速率:Vc=90m/min;每齿进给量:fz=0.13mm/齿;刀齿数:z=1;轴向切削余量:ap=3mm;径向切削余量:ae=3mm;顺铣;干切削)成果标明,其余公司的TiAlN刀具加工20分钟后局部磨损很大,这是因为涂层(或涂层与基体的一局部)和积屑瘤剥离形成的。与此相反,GC1030超多层TiAlN涂层刀具加工时候跨越50分钟时仍未发明大的崩刃。因而可知,GC1030涂层可安心利用于如淬偏激的DAC3那样粘而硬的资料加工。另外,GC1030涂层资料在各类钛合金加工中也优于原有TiAlN涂层资料,可取得很好的结果。固然其因果干系的迷信机理尚不清晰,但能够肯定,超多层机关涂层对切削机能具备杰出的正面影响,不只合用于粘而硬的模具资料加工,对飞机构件、医疗产物等的加工也是一种不错的刀具资料。  
        山特维克公司将把GC1030超多层TiAlN涂层资料用于PVD涂层硬质合金铣削刀具,并慢慢扩展利用规模,力图占有主导位置。

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