刀具涂层的选择以及刀具的重磨与再涂层

选择刀具涂层

每种涂层在钻孔加工中不仅有优缺点，如果涂层不当，可能导致工具寿命小于无涂层工具，有时甚至比无涂层造成很多问题。

现阶段有很多种刀具涂层可供选择，包括PVD涂层、CVD涂层及其替代涂层PVD和CVD从刀具制造商或涂层经销商那里可以更容易地获得复合涂层。下面将详细介绍一些刀具涂层的共同特点和一些常用的特点PVD、CVD涂层选择方案。当明确哪种涂层更有利于钻孔加工时，涂层的每一个特性都起着非常关键的作用。

(1)硬度

涂层产生的高表面硬度是提高工具寿命的较佳方法之一。一般来说，原材料或表面的硬度越高，刀具的使用寿命就越长。TiCN涂层比TiN涂层硬度更高。因为碳含量的增加，TiCN涂层硬度提高33%，硬度转换范围为3000~4000HV(在造商)。表面硬度达到90000HV的CVD刀具上金钢石涂层的应用相对完善PVD涂层刀具对比，CVD金钢石涂层刀具的使用寿命提高了10~20倍。与未涂层刀具相比，金钢石涂层的高硬度和切削用量提高了2~3倍的工作能力，使其成为非铁族原料钻削加工的好选择。

(2)耐磨性

耐磨性是指涂层抵抗损坏的工作能力。虽然部分产品工件原材料本身的硬度可能不太高，但生产过程中增加的元素和所选加工工艺可能会导致刀具钻刀片断裂或钝化。

(3)表面润湿

高摩擦因数会增加钻削热，降低涂层寿命甚至有效。减少摩擦因数可以大大提高刀具的使用寿命。细致光滑或纹理标准的涂层表面有助于减少钻削热，因为光滑的表面可以使切削快速滑离前刃，减少热量。与无涂层工具相比，表面润湿性较强的涂层工具也可以用较高的切割量进行加工，进一步防止与零件原材料的高温电弧焊接。

(4)空气氧化温度

空气氧化温度是指涂层逐渐溶解时的温度值。空气氧化温度值越高，对高温钻削越有利。尽管TiAlN常温下涂层的硬度可能小于TiCN涂层，但在高温加工中比TiCN合理得多。TiAlN涂层在连续高温下仍能保持硬度的根本原因是，它可以在刀具和切割之间产生一层三氧化铝，氧化铝层可以将热量从刀具传递到产品工件或切割。与弹簧钢刀具相比，硬质合金刀具的切削量通常更高，这使得TiAlN成为硬合金刀具的首选涂层，通常使用硬合金钻头和合金铣刀PVD TiAlN涂层。

(5)抗粘结力

涂层的抗粘性可以避免或缓解刀具与加工原料之间的化学变化，防止工件原料在刀具上堆积。在加工非铁族金属材料（如铝、紫铜等）时，刀具经常会导致加工硬化，从而导致刀具或产品工件规格偏差。原料一旦逐渐粘附在刀具上，粘附就会继续发展。例如，用成型铣刀加工铝制品工件时，铣刀上附着的铁屑会增加，较终导致铣刀直径过大，导致产品工件规格偏差和损坏。涂层具有优异的抗粘性，甚至在冷冻液特性差或浓度值不足的加工场所也能起到很好的作用。

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刀具的重磨和再涂层

硬合金工具和弹簧钢工具的重磨和再涂层是目前常用的加工工艺。虽然重磨或再涂层的价格只是新工具制造成本的一小部分，但它可以提高工具的使用寿命。重磨加工工艺是独特或昂贵工具的常见解决方案。重磨或再涂层工具包括麻花钻、车刀、端铣刀及其成型工具。

涂层刀具损坏后必须进行重磨。重磨涂层刀具时，必须将刀具上损坏的部分全部磨掉。对于只需重磨前刃的刀具(如拉刀、齿轮滚刀、插齿刀等)。)或只需重磨后刃的刀具(如麻花钻、绞刀等。)，如果在靠近钻刃的另一个表面(如麻花钻的螺旋出屑槽)上的涂层不受损坏，可以提高刀具的耐磨性。再次研磨后的涂层刀具的使用寿命可达原新涂层刀具使用寿命的50%以上，仍高于未涂层刀具。

砂轮片常用于磨削涂层硬质合金刀具，金刚石锯片可用于磨削涂层弹簧钢刀具。然而，在使用氮化硼钢刀具时，CBN砂轮切割具有良好的实际效果。刀具的损坏应全部抛光，涂层不能脱落，也不能使刀具淬火。

涂层工具应用的一个主要问题是重磨后工具的加工修复，即工具每次研磨后能否进行重复涂层。对于重磨成型刀具，只有进行手涂，才能保证刀具总寿命提高3~5以上。手涂刀具首先需要按照技术规定磨几何图形的主要参数，其抛光部分不允许有损坏、毛边等各种质量缺陷。手涂时可选择部分屏蔽技术性，只对磨面进行涂层。对于不选择屏蔽技术手涂层，重涂4~6次后，刀具非研磨表面涂层厚度过大，危及刀具精度，造成部分脱落。此时，在手涂之前，应对刀具进行脱膜。重涂后的刀具加工性一般不低于第一次新涂层的刀具，刀具可涂抹多次，直至损坏。

由此可见，手涂对提高刀具的耐磨性和生产效率具有很大的发展潜力。但是，重磨后是否需要手涂取决于刀具是否能在技术上手涂，是否适合政治。