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对小型圆形刀具进行正确的表面处理可以提高刀具寿命， 减少加工循环时间， 提升加工表面质量。但是，根据加工需要正确选择刀具涂层有可能是一件令人困惑和费劲的工作。每一种涂层在切削加工中都既有优势又有缺点， 如果选用了不恰当的涂层， 有可能导致刀具寿命低于未涂层刀具，有时甚至会引出比涂层以前更多的问题。
4 V7 L6 l7 C( n$ m: C3 }: Y8 ^/ M9 L目前已有许多种刀具涂层可供选择，包括PVD涂层、CVD涂层以及交替涂覆PVD和CVD的复合涂层等，富兰地品牌铣刀，每一把涂层铣刀均采用世界先进的瑞士PLATIT涂层技术，使刀具在切削使用当中，硬度、寿命等提升两倍以上。在加工工程中确定选用何种涂层对于切削加工最为有益的。5 @0 Q! d2 F. G# B
一 、涂层的特性
, h7 a; v8 y$ P/ P1、 硬度+ D, ?7 }2 d8 C8 Q
涂层带来的高表面硬度是提高刀具寿命的最佳方式之一。一般而言，材料或表面的硬度越高，刀具的寿命越长。氮碳化钛 (TiC涂N层)比氮化钛 (Ti涂N层)具有更高的硬度。由于增加了含碳量，使 TiC涂N层的硬度提高了 33，%其硬度变化范围约为 Hv30～04000。表面硬度高达 Hv90的CVD金刚石涂层在刀具上的应用已较为成熟， 与 PVD涂层刀具相比，CVD金刚石涂层刀具的寿命提高了10～20倍。金刚石涂层的高硬度和切削速度可比未涂层刀具提高2～3倍的能力使其成为非铁族材料切削加工的不错选择。8 y" C+ {/ S% R( d/ M
2. 耐磨性" g" x+ g$ o, i @$ p! s' k$ _4 D U
耐磨性是指涂层抵抗磨损的能力。虽然某些工件材料本身硬度可能并不太高， 但在生产过程9 C. S, y8 w: ?' k+ |) e
中添加的元素和采用的工艺可能会引起刀具切削刃崩裂或磨钝。
1 w& j, q2 j$ Y$ ~4 D. Y2 | m0 _3、 表面润滑性) X5 P3 d$ p" L4 F
高摩擦系数会增加切削热， 导致涂层寿命缩短甚至失效。而降低摩擦系数可以大大延长刀具寿命。细腻光滑或纹理规则的涂层表面有助于降低切削热， 因为光滑的表面可使切屑迅速滑离前刀面而减少热量的产生。与未涂层刀具相比， 表面润滑性更好的涂层刀具还能以更高的切削速度进行加工，从而进一步避免与工件材料发生高温熔焊。
, N+ y7 s. k l" m4、 氧化温度, v& _7 N0 {+ X2 T% y$ W
氧化温度是指涂层开始分解时的温度值。氧化温度值越高，对在高温条件下的切削加工越有利。虽然 TiA涂l层N的常温硬度也许低于 TiC涂N层，但事实证明它在高温加工中要比 TiC有N效得多。TiA涂l层N在高温下仍能保持其硬度的原因在于可在刀具与切屑之间形成一层氧化铝，氧化铝层可将热量从刀具传入工件或切屑。与高速钢刀具相比，硬质合金刀具的切削速度通常更高，这就
$ F; B' S0 b2 X+ m5 E使 TiA成l为N硬质合金刀具的首选涂层，硬质合金钻头和立铣刀通常采用这种 PVD T涂i层AlN$ w# S$ i* _6 |" S
5、抗粘结性" A4 `1 C: o4 ] o E6 `
涂层的抗粘结性可防止或减轻刀具与被加工材料发生化学反应，避免工件材料沉积在刀具上。在加工非铁族金属 (如铝、黄铜等 )时，刀具上经常会产生积屑瘤 (BU，E从)而造成刀具崩刃或工件尺寸超差。一旦被加工材料开始粘附在刀具上， 粘附就会不断扩大。例如，用成型丝锥加工铝质工件时， 加工完每个孔后丝锥上粘附的铝都会增加， 以至最后使得丝锥直径变得过大，造成工件尺寸超差报废。具有良好抗粘结性的涂层甚至在冷却液性能不良或浓度不足的加工场合也能起到很好的作用。* J) j h7 B- P) j! p
二、 涂层的成功应用8 J" x; [) {8 g0 Q3 K( w
实现涂层的高性价比应用可能取决于许多因素，但对于每种特定的加工应用而言，通常只有一种或几种可行的涂层选择。涂层及其特性的选择是否正确可能就意味着加工性能明显提高与几乎没有改善之间的区别。切削深度、切削速度和冷却液都可能对刀具涂层的应用效果产生影响。由于在一种工件材料的加工中存在着许多变量， 因此确定选用何种涂层的最好方法之一就是通过试切。最新、最好的刀具涂层在加工中的应用总是一件好事。
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发表于 2017-1-20 09:24:08
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