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PVD涂层可以延长工具的使用寿命

浏览数:51 发布于:2021-07-23

在加工过程中,刀具会受到切削热、高压、磨损和热振荡等多种损伤。刀刃的温度会超过1000摄氏度。这种极热会破坏工具材料的结合力和其他成分,还可能影响导致管理工具和被加工材料发展之间的有害化学反应。磨损是切割过程中经常发生的一个过程:刀具和加工材料之间的接触面将承受超过140巴(2000磅/平方英寸)的压力。刀具的快速加热和冷却是一个加工生产过程中具有非常了解常见的情况:切削工作过程中,刀片受热;当刀片离开进行切割面时,刀片被冷却。这种机械振荡经常发生在处理间歇性表面时。根据中国具体操作和被加工过程中工件的情况,机械进行振荡有时会没有起到车削的作用。当加工材料粘附在工具表面时,通常会发生粘附磨损。
  1.AlTiN涂层
  为了解决切削过程中的这些不利因素,在PVD镀膜设备中,用电弧沉积技术在许多工具上镀上一层Altin。AlTiN涂层技术主要可以用于干式高速切削,具有中国许多优点,如高硬度(Hv30GPa),耐磨性好,耐高温氧化(850),导热系数低。


  2.氧化铝Al2O3涂层
一些应用需要特殊的涂层,如氧化铝涂层。例如,硬质材料合金进行刀片上的氧化铝作为涂层技术具有抗新月形磨损和热裂纹的优点。氧化铝涂层通常通过化学气相沉积法沉积,但它也有一些缺点。由于硬质合金是在高温(1000)下沉积的,其脆性会影响镶块在金属切削中的应用,尤其是在铣削中。氧化铝PVD涂层具有许多优点,因为它的沉积温度范围低(一般在350和600之间)。特别是它的高温稳定性、化学稳定性和低热导率优于其他涂料。与传统的PVD涂层相比,PVD氧化铝涂层在铣削不锈钢或切削难切削材料方面具有更好的性能。通过分析AlTiN涂层与氧化铝涂层的界面微观结构,可以看出氧化铝涂层与面心立方晶格AlTiN结合良好。结构分析表明,氧化铝涂层为Y相非晶态铬结构。晶粒尺寸约为5 ~ 10纳米。最初的切削技术试验是用标准SP12刀片干磨Cr-Mo4钢。AlTiN涂层与AlTiN Al2O3涂层磨损量的比较。
  3.混合涂布设备
  采用混合镀膜技术的PVD离子镀镀膜设备:阴极电弧蒸发技术和磁控溅射技术混合在一个工艺中。混炼工艺技术可以结合了PVD硬质薄膜的优点,具有优异的耐磨性、低摩擦系数和低化学活性。作为结合层,弧涂层为整个涂层提供了必要的耐磨性,氧化铝涂层具有温度和化学稳定性。这种涂层的典型横截面微观结构如图3所示。在沉积技术之前,工件被加热到工艺进行温度,系统被泵送到基础压力。然后用氩或金属离子蚀刻工件。然后沉积电弧层,在金属靶材和氩氧混合进行气体环境条件下,通过溅射在电弧层顶部获得氧化铝涂层。此外,在一些特殊情况下,氧化铝涂层也可以用作单独的涂层。氧化铝涂层是由独特设计的溅射阴极结合优化设计的工艺气体系统沉积而成。电磁感应线圈之间形成的闭路磁场在工件附近没有形成高电离率的等离子体,从而可以达到企业所需的涂层技术性能。该技术的优点是工艺易于控制,沉积过程稳定一致。沉积速率(0.5tzm/h)完全可以满足工业生产的需要。
  4.结论
  电弧技术以及沉积的刀具涂层,如AlTiN涂层,可以通过进一步发展提高刀具的应用系统性能。工具涂层技术的下一步应该是弧技术和溅射技术的混合。正是这两种技术的结合为工具应用性能的新突破奠定了基础。


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