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      刀具涂層

      刀具涂層介紹:

      刀具涂層是在強度和韌性較好的硬質合金或高速鋼(HSS)基體表面上,利用氣相沉積方法涂覆一薄層耐磨性好的難熔金屬或非金屬化合物(也可涂覆在陶瓷、金剛石和立方氮化硼等超硬材料刀片上)而制備的。涂層作為一個化學屏障和熱屏障,減少了刀具與工件間的擴散和化學反應,從而減少了基體的磨損。涂層刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化學性能穩定、耐熱耐氧化、摩擦系數小和熱導率低等特性,切削時可比未涂層刀具壽命提高3~5倍以上,提高切削速度20%~70%,提高加工精度0.5~1級,降低刀具消耗費用20%~50%。


      刀具涂層類別:

      刀具涂層有四種:涂層高速鋼刀具,涂層硬質合金刀具,以及在陶瓷和超硬材料(金剛石或立方氮化硼)刀片上的涂層刀具。但以前兩種涂層刀具使用較多。在陶瓷和超硬材料刀片上的涂層是硬度較基體低的材料,目的是為了提高刀片表面的斷裂韌度(可提高10%以上),可減少刀片的崩刃及破損,擴大應用范圍。


      涂層方法:

      生產上常用的涂層方法有兩種:物理氣相沉積(PVD) 法和化學氣相沉積(CVD) 法。前者沉積溫度為500℃,涂層厚度為2~5μm;后者的沉積溫度為900℃~1100℃,涂層厚度可達5~10μm,并且設備簡單,涂層均勻。因PVD法未超過高速鋼本身的回火溫度,故高速鋼刀具一般采用PVD法,硬質合金大多采用CVD法。硬質合金用CVD法涂層時,由于其沉積溫度高,故涂層與基體之間容易形成一層脆性的脫碳層(η相),導致刀片脆性破裂。


      近十幾年來,隨著涂覆技術的進步,硬質合金也可采用PVD法。國外還用PVD/CVD相結合的技術,開發了復合的涂層工藝,稱為PACVD法(等離子體化學氣相沉積法)。即利用等離子體來促進化學反應,可把涂覆溫度降至400℃以下(涂覆溫度已可降至180℃~200℃),使硬質合金基體與涂層材料之間不會產生擴散、相變或交換反應,可保持刀片原有的韌性。據報道,這種方法對涂覆金剛石和立方氮化硼(CBN)超硬涂層特別有效。

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