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刀具涂层的工艺和原理

2022-11-04 15:08:04

自从20世纪60年代以来,通过近半个世纪的的翻开,刀具外表涂层技能已经成为行进刀具功用的首要办法。刀具外表涂层,首要通过行进刀具外表硬度,热稳定性,下降摩擦系数等办法来行进切削速度,行进进给速度,然后行进切削功率,并大幅行进刀具寿数。刀具涂层工艺一般可分为化学气相堆积(CVD)和物理气相堆积(PVD)两大类。 

1.CVD技能被广泛应用于硬质合金可转位刀具的外表处理。CVD可完成单成份单层及多成份多层复合涂层的堆积,涂层与基体结合强度较高,薄膜厚度较厚,可达7~9μm,具有很好的耐磨性。但CVD工艺温度高,易构成刀具资料抗弯强度下降;涂层内部呈拉应力情况,易导致刀具使用时发作微裂纹;一同,CVD工艺排放的废气、废液会构成较大环境污染。为处理CVD工艺温度高的问题,低温化学气相堆积(PCVD),中温化学气相堆积(MT-CVD)技能相继开发并投入有用。现在,CVD(包括MT-CVD)技能首要用于硬质合金可转位刀片的外表涂层,涂层刀具适用于中型、重型切削的高速粗加工及半精加工。


PVD涂层


2.PVD技能首要应用于全体硬质合金刀具和高速钢刀具的外表处理。与CVD工艺比较,PVD工艺温度低(Z低可低至80℃),在600℃以下时对刀具资料的抗弯强度基本无影响;薄膜内部应力情况为压应力,更适于对硬质合金精密凌乱刀具的涂层;PVD工艺对环境无不利影响。PVD涂层技能已广泛应用于硬质合金钻头、铣刀、铰刀、丝锥、异形刀具、焊接刀具的涂层处理。

PVD涂层原理物理在气相堆积(PVD)在工艺上原理首要有(1)真空阴极弧物理蒸腾(2)真空磁控离子溅射两种办法。真空阴极弧物理蒸腾进程包括将高电流,低电压的电弧激起于靶材之上,并发作持续的金属离子。被离化的金属离子以60~100eV均匀能量蒸腾出来构成高度激起的离子束,在含有惰性气体或反应气体的真空环境下堆积在被镀工件外表。真空阴极弧物理蒸腾靶材的离化率在90%左右,所以与真空磁控离子溅射比较,堆积薄膜具有更高的硬度和更好的结合力。但由于金属离化进程十分激烈,会发作较多的有害杂质颗粒,涂层外表较为粗糙。真空磁控离子溅射进程中,氩离子被被加快打在加有负电压的阴极(靶材)上。


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