涂层硬质合金早在20世纪60年代就出现了,采用化学气相沉积CVD在硬质合金表面涂一层或多层(5~13μm)涂层合金具有良好的综合性能度韧性好,表面耐磨,耐高温,但涂层硬质合金刃口的锋利性和抗崩性不如普通硬质合金,目前,硬合金涂层刀片广泛应用于普通钢材加工、半精加工和精加工,其涂层材料主要包括:TIC、TiN、TiCN、AI203及复合材料。
硬质合金刀片CVD涂层工艺,目前常见的涂层结构:TiN-AI203-TICN-基体。
TiC涂层硬度和耐磨性高,抗氧化性好。切割时可产生氧化钛膜,减少摩擦因数和刀具磨损。一般切割速度可提高40%左右,TiC与钢结合温度高,表面晶粒细,切削时积屑瘤少,适用于精车。
TiC涂层的缺点是线膨胀系数与基体有很大差异,与基体形成脆弱的脱碳层,降低了工具的抗弯强度。因此,涂层在重新切割和加工硬材料或带有夹杂物的工件时容易开裂。
TiN涂层能在高温下形成氧化膜,与铁基材料摩擦因数小,抗粘性好,能有效降低切削温度,TiN涂层刀片具有抗月牙洼和后磨损能力TiC涂层刀片强,适用于切割钢和易粘刀的材料,加工表面粗糙度小,刀具使用寿命TiN涂层的抗热振性能也很好,缺点是与基体的结合强度不如TiC涂层厚时容易剥落。
TiC-TiN复合涂层工具:第一层TiC,与基体粘结牢固,不易脱落,第二层涂层TiN,减少表层与工件之间的摩擦。
TiC-AI203复合涂层:第一层TiC,与基体粘结牢固,不易脱落,第二层涂层AI2O3.使表层具有良好的化学稳定性和抗氧化性。这种复合涂层可以像陶瓷刀一样高速切割,使用寿命比TiC、TiN涂层刀片高,可避免陶瓷刀片脆性和易崩刃的缺点。
目前,单涂层刀片很少使用,主要使用TiC-TiN复合涂层或TiC-AI2O3-TiN典型的三复合涂层是三复合涂层CVD涂TiC TiCN TiN PVD涂TiAIN。
涂层硬合金是一种复合材料,基体为强度、韧性合金,表面为高硬度、高耐磨、耐高温、低摩擦材料,该新材料有效提高了合金的综合性能,发展迅速,广泛应用于高精度可转换刀片、车刀、铣刀、钻头、铰刀等。
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