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新材料促进刀具技术发展

更新日期:2007-10-09  作者:  来源:光学精密机械网(ChinaOptic.Com.Cn)收集整理

金刚石涂层是在硬质合金刀具表面涂覆具有强粘附力和高耐磨性的金刚石材料。金刚石涂层的组织特征是非晶成分少、纯度高、组织匀称而细微,适用于加工铝、铜等非铁金属和石墨等非金属材料,加工范围广泛。 字串2

硬度仅次于金刚石的立方氮化硼烧结体(CBN)(硬度HV3200~4000,约为硬质合金的2倍)具有卓越的高温硬度稳定性,在1200~1300℃的高温下对金属尤其是钢铁类材料完全不起化学反应,因此非常适合耐热合金、淬硬高合金钢等HRC40以上高硬度工件的精加工和以150m/min以上的切削速度加工镍铬铁合金、钨铬钴合金等难切削工件材料(但不适合断续切削加工)。

当然,CBN刀具的成本比其它刀具更昂贵,因此许多用户将使用过的刀片重新刃磨后再次使用,但是刃磨本身也需要成本。为了降低加工成本,近年来出现了采用很小的CBN刀尖,使用一次就废弃的刀具结构,对这种一次性刀具产品的需求正在不断增加。

整体硬质合金立铣刀是指从刀刃至刀柄用硬质合金整体制成的立铣刀,其加工对象包括普通钢、高硬度钢、难切削材料、树脂、铝合金等各种材质。此外,在超细颗粒硬质合金基体上涂覆氮化钛+铝(TiAlN,AlTiN)的涂层刀具产品也在不断开发出来。

梯度功能切削刃刀具是同时兼有金属陶瓷和涂层特性的梯度功能材料刀具。切削刃表层以下20μm的部分由耐磨性能极好的高硬度钛基陶瓷层构成,芯部则是越往深处强度越高的硬质合金。这种材料构成带有梯度结构,材料性能在不断变化。值得期待的是,这种刀具在具有可与陶瓷涂层相媲美的耐磨性和强韧性的同时,所加工出的工件又具有与用金属陶瓷刀具(具有硬质合金和陶瓷的中间特性)加工相似的精密表面。因此,迄今一直采用陶瓷涂层刀具进行粗加工,用金属陶瓷刀具完成精加工的这种分工在今后可能就不再需要了。

切削难加工材料的刀具开发

适合各种加工用途的新型刀具正不断开发出来。在此仅考察一下切削难加工材料用刀具、金属模具加工刀具、镗孔加工刀具和钻孔加工刀具的最新发展动向。

对难加工材料实现高效加工可以显著降低生产成本和提高产品质量。随着机床性能、刀具材料和刀具刃形设计的进步,针对难加工材料的切削技术也有了很大发展。用于切削难加工材料的刀具刃形有以下三种类型:①加工淬硬钢、高硬铸铁等高硬度材料时,刀具材料采用CBN和陶瓷,刀具切削刃设计为负前角;②加工不锈钢和钛合金材料时,铣刀切削刃采用正的大前角;③加工铝合金等软质金属时,刀具刃形采用超大前角和大后角。

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