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                                                          硬質合金材料足球外围app在模具加工中的卓越性能

                                                          文字:[大][中][小] 發佈時間:2014-8-5  瀏覽次數:1686

                                                            (1)模具材料變化帶來的問題

                                                            近年來 ,隨着模具材料的性能不斷提高,模具的壽命不斷延長,但同時模具材料的可加工性(切削和磨削)也越來越差。近年來,模具的加工方法發生了很大變化,正從機械加工→淬火→精加工的傳統加工方式向直接切削加工淬硬材料的方式轉變 ,從而減少了加工工序,降低了加工成本 。對於SKD61等淬硬材料,直接切削加工不會出現太大問題 ;但對於近年來新開發的跨世紀的新型模具材料,則既無法提高切削條件,也難以保證足球外围app壽命  。這是一個不能忽視的大問題 。

                                                            (2)可切削性惡化的原因

                                                            當前,對應於各種不同的使用目的,對模具材料的性能進行了最優化 ,其共同追求的性能特點是高硬度、高韌性、高耐蝕性、已加工表面光潔美觀、質量優良等。爲了滿足這些特性要求 ,需要採取添加各種合金元素、控制材料結晶組織、清除雜質等措施  。但是 ,從切削足球外围app的角度來看待這些性能改進,就會發現它給足球外围app">機械足球外围app

                                                          帶來了比切削抗力上升、因粘結導致刀尖損壞的危險性增大、易切削成分減少等難題。爲了解決這些問題,就必須開發耐熱性、抗粘結性等切削性能優異的足球外围app材料 。

                                                            (3)開發新型足球外围app材料的必要性

                                                            爲了解決上述問題 ,開發了銑削模具用塗層硬質合金材料。在銑削一般硬度材料時 ,可採用具有較高的耐熱性、耐磨性、化學穩定性的塗層硬質合金足球外围app 。而在銑削SKD61淬硬鋼時,使用以K類(GC3040)硬質合金作爲基體、塗有M2O3塗層的足球外围app是最好的選擇 。但是 ,這些足球外围app對於跨世紀的新型模具材料並不適用 。用CVD法塗覆的塗層硬質合金足球外围app不能保持鋒利的切削刃,在塗層內部殘留有拉應力 ,在銑削粘而硬的模具材料時 ,在切削刃的塗層上容易產生微崩刃 ,並會逐步擴展爲較大崩刃 。

                                                            用2種PVD塗層足球外围app材料和3種CVD塗層足球外围app材料做了銑削DAC55(硬度HRC47)模具材料的足球外围app壽命對比試驗 。3種CVD塗層材料是在不同基體材料表面塗覆不同厚度的TiN-Al2O3-TiCN三元塗層材料 ;2種PVD塗層材料是在不同基體材料上塗覆含Al比例不同的TiAlN塗層。觀察切屑厚度與足球外围app壽命的關係,可以看出 ,PVD-TiAlN塗層材料排在第1和第2位,尤其是含Al量多的PVD-TiAlN塗層材料的切削壽命優於其他四種材料 。TiAlN塗層之所以能獲得高耐熱性 ,是由於在塗覆過程中 ,Al與空氣中的氧反應生成氧化鋁的結果。但是,由於PVD塗層與基體的結合強度有一定限度 ,因此對於粘性材料的加工就不大適應。在切削DAC55工件材料(HRC47)的加工實例中(試驗足球外围app:R210-063Q22-14M ;切削速度:Vc=50m/min;刀齒數:z=1 ;軸向切削餘量:ap=1mm ;徑向切削餘量:ae=1mm ;順銑;幹切削;足球外围app壽命判斷標準:VB=0.2mm),最長的足球外围app壽命也只有25分鐘 。因此 ,需要開發高性能的新型塗層材料。

                                                            (4)超多層塗層的開發

                                                            幾年前就開始關注超多塗層的作用 ,推進車削足球外围app、整體硬質合金立銑刀用超多塗層的研究開發及商品化,爲提高生產效率和足球外围app壽命做出了重大貢獻 。所謂超多塗層 ,是將數微米厚的PVD或CVD塗層交替組合重疊塗覆的塗層構造,其優點是塗層內部產生的微裂紋將在中途停止擴展,從而降低塗層脫落的可能性。而對於單層塗層來說 ,當塗層裂紋擴展到基體表面時,此處就成爲塗層剝離的起點 。因此可以說,不容易發生此類情況的塗層就是優質塗層。

                                                            GC1030塗層牌號在4μm厚的PVD塗層內爲多達數千層的超多層塗層構造  ,構成塗層的元素有鈦(Ti)、鋁(Al)和氮(N)。從塗層的整體結構來看,是一種超多層的TiAlN塗層 ;從微觀結構上看 ,是通過改變各層Ti和Al的配比並交替重疊組合而成的超多層TiAlN塗層  ,其結果是形成了具有高耐熱性的含Al成分高的塗層和高韌性塗層交替重疊的塗層構造 。從整體上構成了前所未有的高耐熱性和抗剝離性兼備的TiAlN塗層材料。

                                                            (5)性能對比

                                                            用原有的TiAlN塗層足球外围app與GC1030超多層TiAlN塗層足球外围app">機械足球外围app

                                                          進行了切削DAC3工件材料(HRC41)的性能對比試驗(切削速度:Vc=90m/min;每齒進給量:fz=0.15mm/齒;刀齒數:z=1 ;軸向切削餘量:ap=2mm;徑向切削餘量:ae=20mm;順銑 ;幹切削) 。原有TiAlN塗層中含Al成分較多 ,是一種具有高耐熱性的足球外围app 。比較兩種足球外围app試驗後的切削刃可知,GC1030牌號TiAlN塗層足球外围app不僅加工時間長,且切削刃磨損很小 ,是一種性能優異的超多層構造的TiAlN塗層材料 。

                                                            GC1030塗層與其他公司含Al成分多的TiAlN塗層的切削對比試驗(試件材料仍爲DAC3,切削速度:Vc=90m/min ;每齒進給量:fz=0.13mm/齒;刀齒數:z=1;軸向切削餘量:ap=3mm ;徑向切削餘量:ae=3mm ;順銑 ;幹切削)結果表明,其他公司的TiAlN足球外围app加工20分鐘後局部磨損很大 ,這是由於塗層(或塗層與基體的一部分)和積屑瘤剝離造成的。與此相反,GC1030超多層TiAlN塗層足球外围app加工時間超過50分鐘時仍未發現大的崩刃 。由此可見,GC1030塗層可放心應用於如淬過火的DAC3那樣粘而硬的材料加工。此外,GC1030塗層材料在各種鈦合金加工中也優於原有TiAlN塗層材料 ,可獲得很好的效果 。雖然其因果關係的科學機理尚不清楚  ,但可以確定  ,超多層構造塗層對切削性能具有良好的正面影響  ,不僅適用於粘而硬的模具材料加工 ,對於飛機構件、醫療產品等的加工也是一種不錯的足球外围app材料 。