额适用于高速干切削技术的刀具涂层的研究现状和发展趋势

《额适用于高速干切削技术的刀具涂层的研究现状和发展趋势》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、额适用于高速干切削技术的刀具涂层的研究现状和发展趋势摘要：在高速加工和干切削技术上发展起来的高速干切削技术，不仅能有效避免切削液对环境的污染，而口述能大幅度的降低生成成本，适应了发展绿色环保制造业的要求。硬质涂层由于具备高的硬度，耐磨性以及耐高温等特性，已广泛的应用于刀具的处理。本文主要介绍刀具涂层的研究现状并探讨了适用于高速干切削技术的丿J具涂层未来的发展趋势。关键词：高速干切削；硬质涂层；硬度；耐磨性Abstract:inthehighspeedmachininganddrycuttingtechnologyonthedevelopmentofhighspeeddry

2、cuttingtechnology,caneffectivelyavoidtheenvironmentpollutionofthecuttingcoolant,butalsogreatlyreducethecostofproduction,toadapttothedevelopmentofgreenmanufacturingrequirements.Hardcoatingwithhighhardness,wearresistanceandhightemperatureandothercharacteristics,hasbeenwidelyappliedincutting

3、processing.Thispapermainlyintroducestheresearchstatusofcuttingtoolcoatingandsuitableforhighspeeddrycuttingtoolcoatingtechr)ologydevelopmenttrendinthefuture.Keywords:highspeeddrycutting;hardcoating;hardness;wearresistance中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：2095-2104(2012)引言：现代工业和社会的发展，对占机械制造业60%工作量的切削加工技

4、术提出了越來越高的要求，不但要高效率，高精度，同时还要求满足经济性和生态性的要求［1］。自上世纪九十年代发展起来的高速干切削技术，通过增加进给速度缩短了工件的加工时间；通过减少线间距提高了工件的表面加工品质；通过快速带走的切屑降低了切削区温度，减少其至是完全停止了切削液的使用，实现了绿色生产［2］。因此，高速干切削技术逐渐成为切削加工领域的研究重点。刀具做为实现高速干切削技术的关键之一，已经得到了广泛而深入的研究。1.高速干切削刀具材料在切削加工过程中，由于切削时金属的塑形变形以及丿J具、切屑和工件相互接触ifiiZ间的摩擦，使刀具切削刃上产生极高的温度，并在大的外加压应

5、力的条件下，刀具将迅速磨损或破损，因此干式切削刀具材料应具备较常规刀具材料更高的耐热性、热韧性、耐热冲击性、抗粘结性及耐磨性［3］。适用于干切削的丿J具材料有：1、陶瓷丿J具，包括氧化铝基陶瓷和氮化硅基陶瓷。氧化铝基陶瓷耐磨性好，耐热性好，化学稳定性高，抗粘结能力强，但是抗弯强度和韧性差。氮化硅基陶瓷有较高的抗弯强度和韧性;2、金刚石刀具，聚晶金刚石具有高的硬度、弹性模量和导热性，低的弹性模量和摩擦系数，适用于高速切削铝合金;3、立方氮化硼刀具,立方氮化硼(c-BN)具有很高的硬度(仅次于金刚石)和耐热性，良好的化学稳泄性和导热性，低的摩擦系数，适用于高速切削黑色金属；4

6、•涂层刀具,在硕质合金或高速钢基体上用CVD或PVD的方法涂覆或沉积金属氮化物涂层(TiN,CrN等)，金属碳化物涂层(TiC,WC,CrC),金刚石涂层，类金刚石涂层，立方氮化硼涂层(c-BN)等［4］。虽然陶瓷刀具具优良的切削性能，但由于陶瓷材料的脆性大，强度和韧性较低，陶瓷刀具并没有得到大范围的推广应用。金刚石刀具和立方氮化硼刀具都只适合切削特定类型的材料，这两类刀具的发展在很人程度上也受到了限制。与Z相比，兼具了基体高强度及高韧性和涂层本身的高硬度及高耐磨性的涂层刀具拥有良好的综合性能和通用性，更加适用于高速干切削技术的发展，具有广阔的应用前景。2.刀具涂层的研究

7、现状2.1硕质涂层二元过度金属碳化物涂层作为主流的硬质涂层被最甲研究。尽管它们的硬度很高，但是由于与一般的刀具衬底的结合强度低并且脆性大，它们很快被相应的氮化物涂层所取代。以Ti和Cr为主的二元过渡金属氮化物涂层的虽然与衬底的结合强度和韧性较碳化物涂层冇了很大的提高，但是这两类涂层的高温抗氧化性能(例如，TiN涂层的抗氧化温度为550°C)还不能满足实际应用的需求。通过“合金化”加入Al,Cr,W,V,C等元索形成的三元或多元的金属氮化物同二元涂层相比，具有更优异的力学性能和热力学性能，诸如:TiAlN,TiAlSiN,CrT