硬質(zhì)合金刀具材料的選擇對刀具壽命、加工效率、加工質(zhì)量和加工成本等的影響很大。刀具切削時要承受高壓、高溫、摩擦、沖擊和振動等作用。因此,刀具材料應具備如下一些基本性能:
(1) 硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必須高于工件材料的硬度,一般要求在60HRC以上。刀具材料的硬度越高,耐磨性就越好。
(2) 強度和韌性。刀具材料應具備較高的強度和韌性,以便承受切削力、沖擊和振動,防止刀具脆性斷裂和崩刃。(3) 耐熱性。刀具材料的耐熱性要好,能承受高的切削溫度。(4) 工藝性能和經(jīng)濟性。刀具材料應具備好的鍛造性能、熱處理性能、焊接性能;磨削加工性能等,而且要追求高的性能價格比。
硬質(zhì)合金刀片在實驗室中完成質(zhì)檢后,刀片的頂部和底部都將被磨削成要求的厚度。因為硬質(zhì)合金非常堅硬,所以需要使用工業(yè)金剛石對其進行磨削。當?shù)镀_到要求的厚度后,對其進行進一步磨削加工以獲得準確的幾何形狀和尺寸。在基默工廠,工作人員采用6軸磨板來滿足極為嚴格的公差要求。磨削完成后,刀片會被清潔并涂層。為避免任何油脂或灰塵,在這一階段處理刀片時必須佩帶手套。刀片被置于轉(zhuǎn)盤的夾具上,然后送入壓力較低的涂層爐。涂層后刀片呈現(xiàn)不同的顏色。
至此刀片已被生產(chǎn)出來,工作人員會使用顯微鏡對每批產(chǎn)品進行抽檢,確保質(zhì)量符合要求。在包裝前,工作人員會再次逐個檢查刀片,并核對圖紙和批次號,然后用激光在刀片上標記正確的材質(zhì),將刀片放入貼有標簽的灰色包裝盒中,即可把刀片配送給客戶。
根據(jù)涂層方法不同,涂層刀具可分為化學氣相沉積(CVD)涂層刀具和物理氣相沉積(PVD)涂層刀具。涂層硬質(zhì)合金刀具一般采用化學氣相沉積法,沉積溫度在1000℃左右。涂層高速刀具一般采用物理氣相沉積法,沉積溫度在500℃左右;
根據(jù)涂層刀具基體材料的不同,涂層刀具可分為硬質(zhì)合金涂層刀具、高速鋼涂層刀具、以及在陶瓷和超硬材料(金剛石和立方氮化硼)上的涂層刀具等。
根據(jù)涂層材料的性質(zhì),涂層刀具又可分為兩大類,即“硬”涂層刀具和 ‘軟”涂層刀具?!坝病蓖繉拥毒咦非蟮闹饕繕耸歉叩挠捕群湍湍バ?,其主要優(yōu)點是硬度高、耐磨性能好,典型的是TiC和TiN涂層?!败洝蓖繉拥毒咦非蟮哪繕耸堑湍Σ料禂?shù),也稱為自潤滑刀具,它與工件材料的摩擦系數(shù)很低,只有0.1左右,可減小粘接,減輕摩擦,降低切削力和切削溫度。
近開發(fā)了納米涂層 (Nanoeoating)刀具。這種涂層刀具可采用多種涂層材料的不同組合 (如金屬/金屬、金屬/陶瓷、陶瓷/陶瓷等),以滿足不同的功能和性能要求。設(shè)計合理的納米涂層可使刀具材料具有優(yōu)異的減摩抗磨功能和自潤滑性能,適合于高速干切削。
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