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密练机组件

  • 所属分类:耐磨件

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  • 发布日期:2019/05/30
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密练机组件

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  一、在各种被加工材料中,不锈钢、高锰钢、淬硬钢、复合材料和耐磨铸铁等材料加工难度很高,但随着产业的发展,这些材料的用量不断增加。同时,今后随着各行各业对用材要求的不断提高,更多的新材料会出现,如在航天工业领域,钛合金、镍基合金以及超耐热合金、陶瓷等难加工材料,每一种新型材料都对切削加工提出了新的挑战。



    覆膜刀具的出现是刀具材料发展中的一次革命,采用镀膜技术可有效提高切削刀具使用寿命,使刀具获得优良的整体机械性能,从而大幅度提高机械加工效率。因此,工业先进国家使用的覆膜刀具在切削刀具中占的比例越来越大,约达70%~80%的比重。所示为刀具镀膜的发展历程,从第一代的单一膜层逐渐发展到多元多层膜层,以满足不同材料及切削环境的切削加工。

二、技术发展动向


(一)薄膜的多元化及服务的客制化


    进入21世纪的PVD技术与1990年代相比,已发生了极大变化,从单一的TiN、TiCN、TiAlN发展到现在的数十种镀膜型态,针对不同的切削加工应用条件,可对薄膜成分、结构进行选择,透过适当的制备技术,以获取令人满意的切削效果。例如在齿轮加工中,除了对 zz覆膜刀具的使用寿命有严格要求外,如何保证齿轮的精度及表面质量同样至关重要,因此目前普遍采用的是复合膜层,即硬涂层+软涂层,当然对于不同的镀膜厂商而言,达成此目的的制程方法不尽相同;而在高速铣削加工中,往往只采用硬质涂层。此外客制化服务的概念初步形成,例如Platit公司的镀膜设备采用了开放式工作模式,可针对不同的客户随时开发更适合的镀膜技术。



(二)高速及干式切削之镀膜技术的开发


    在高速加工或干式切削过程中,温度成为影响刀具使用寿命的主要原因,因此提高薄膜的高温性能、保证覆膜刀具的红硬性成为近几年PVD技术的开发重点。欲改进氮铝钛膜层,提高薄膜中Al的含量是有效方法之一,因此出现了所谓的AlTiN镀层(Al含量大于50%),应该说随着Al含量的增加(在一定范围内),薄膜的整体效能有所提升,但仍有一些关键技术有待解决:比如说,如何在生产过程中完成这种镀膜,尤其当Al含量超过65%时,在这种膜层中如何控制AlN的晶体结构等。从新的发展来看,各镀膜业者已透过其他的薄膜技术解决了高速、高温切削加工问题,如Balzers的AlCrN镀膜、Platit的(nc-Ti1-xAlxN)/(αSi3N4) 镀膜、CemeCon的TINALOX镀膜、Metaplas的AlTiN-saturn镀膜都具有优异的高温性能,并已成功应用于高速、干式切削加工领域。


(三)膜层组织结构之改善


    目前在PVD市场中,阴极电弧离子镀技术仍占主导地位,但与先前不同,无论哪一个采用阴极电弧离子镀技术的公司,都试图透过硬件的开发及制程的调整来改善膜层的组织结构,避免“液滴”和柱状晶的产生。尤其是随着奈米概念的出现,致使阴极电弧薄膜涂层组织获得根本的改善,采用该技术得到的膜层表面粗糙度Ra值已小于0.15μm,因此使得阴极电弧涂层的整体效能得以提高,并为市场所接受。



(四)PVD真空镀膜领域的新概念


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