塗層刀具技術

塗層刀具是近20年出現的一種新型刀具,是刀具發展中的一項重要突破,是解決刀具材料中硬度、耐磨與強度、韌性之間矛盾的一個有效措施。目前,塗層刀有4種,即塗層高速鋼刀具、塗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)刀片上的塗層刀具。但前兩種塗層刀具使用最多。在陶瓷和超硬材料刀片上的塗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),減少刀片的崩刃及破損,擴大套用範圍。

刀具塗層製備技術可分為化學氣相沉積(CVD)和物理氣相沉積(PVD)兩大類。CVD技術可實現單成分單層及多成分多層複合塗層的沉積,塗層與基體結合強度較高,薄膜厚度較厚,可達7~9μm,具有很好的耐磨性。但CVD工藝溫度高,易造成刀具材料抗彎強度下降;塗層內部呈拉應力狀態,易導致刀具使用時產生微裂紋。目前,CVD技術主要用於硬質合金可轉位刀片的表面塗層。與CVD工藝相比,PVD工藝溫度低(最低可低至80℃),在600℃以下時對刀具材料的抗彎強度基本無影響;薄膜內部應力狀態為壓應力,更適於對硬質合金精密複雜刀具的塗層;PVD工藝對環境無不利影響。PVD技術主要套用於整體硬質合金刀具和高速鋼刀具的表面處理,且已普遍套用於硬質合金鑽頭、銑刀、鉸刀、絲錐、異形刀具、焊接刀具等的塗層處理。

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