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碳化钨刀具技术新突破 切削加工走向高速化

2015/2/9 10:13:31
文章来源:网络

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  以PVD技术开发的陶瓷硬膜的种类日渐增多,包括氮化钛、碳氮化钛、碳化钛、氧化铝、类钻膜和氮化铝钛等。此类陶瓷硬膜目前应用于刀具或模具上,不但可提高刀具表面耐磨性,且不失金属基材的韧性。随着近来机床技术的新突破,切削加工已走向高速化,以缩短切削时间和提高加工件表面精度。

  “当前机床发展趋势为高转速、高精度及高品质。”高速运转作业对模具、切削刀具、机械配件的表面处理要求亦愈来愈高。延长使用年限、降低生产成本、创造较高利润,是业者共同追求的目标。

  为了配合高速加工、大量节省加工时间与成本,刀具的改进已成为重要的因素。碳化钨刀具因有较高耐磨性和硬度,在刀具市场上的比重日益增加。

  加工时要获得最佳效益必须选择适当的表面处理,中、重负荷模具需采用CVD高温镀钛,辅以精密真空热处理,才能达到可接受的变形量。此部分常用于冷锻冲模、油压抽引模、碳化钨抽线、抽管。在中、低负荷或精度要求严格的刀具、模具及机械配件的应用上,则以低温(150℃~500℃)PVD镀钛较为适当。

  高铝含量的氮化铝钛很容易在硬膜的表面生成氧化铝。这一层氧化膜可使氮化铝钛陶瓷硬膜的耐氧化温度达摄氏923度,可保护碳化钨刀具高速切削加工时的刃口耐氧化和保持高温硬度。然而,氮化钛和碳氮化钛虽然在高温时亦会生成二氧化钛氧化膜,但却不易黏着在硬膜上而随切屑剥落,使硬膜缺乏保护,快速氧化、劣化。因此,无论高温或低温镀膜的表面处理都必须选择适当的底材及稳定的热处理,辅以表面细磨精抛的前处理,才能臻于完善。

  超高温树脂结合剂金刚石砂轮的加工效率低于METROX砂轮,由于该砂轮结合强度高、生产周期短、加工成本低,特别是在磨削刀具刃口时不易造成崩刃,并能根据使用要求,修磨成各种形状复杂的成型砂轮,因此在生产中仍被长期广泛使用。如何进一步改进此类砂轮的磨削性能,也成为当前的一项重要工作。

  随着刀具设计、制造和使用技术的快速发展,以及刀具产量的不断增加,目前,超高温树脂结合剂金刚石砂轮仍不能完全满足大批量生产刀具的要求,其数量和质量仍有进一步发展的空间。为此,上海中羽公司正在进一步研究如何提高这种砂轮的磨削性能,特别是对结合剂的耐磨性、结合剂与金刚石磨料的结合强度和自锐性等进行了大量试验研究,取得了较大进展。试验结果表明,改进后的砂轮磨削效率可在原有基础上提高大约20%,砂轮寿命可提高大约50%。

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