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机械加工对刀具的影响

浏览: 时间:2021-02-25
这些技术不仅满足机械性能的要求,例如耐磨性,降低摩擦和抗腐蚀性能,而且还展示了它们在与表面相关的功能材料领域的技能,例如电磁,光学,光电,热,超导性和生物学

各种机电产品的约70%的过早失效是由磨损和腐蚀引起的,这两种失效模式与材料的表面状态(物理,化学和应力状态等)密切相关。因此,改善此类材料性能的关键是改善其表面性能。

  随着技术的发展,对材料的表面性能的要求越来越高。近几十年来,各种气相沉积技术的兴起使得表面工程技术的研究和应用得以快速发展。这些技术不仅满足机械性能的要求,例如耐磨性,降低摩擦和抗腐蚀性能,而且还展示了它们在与表面相关的功能材料领域的技能,例如电磁,光学,光电,热,超导性和生物学。表面工程不仅使低成本的金属材料在性能和效益上发挥更大的优势,而且已成为开发各种新型涂料和薄膜材料的重要手段,具有巨大的应用潜力。

  随着加工工业水平的提高,对刀具提出了新的要求。除了延长使用寿命外,还需要减少切割过程中的污染,并尽可能使用干式切割。当无法完全消除切削液时,请尝试使其仅含有防锈剂而不含有机物,从而可以大大降低回收成本。

  切削刀具的种类以及使用期间的工作条件特征决定了刀具涂层的选择。车削和钻孔不同,铣刀应考虑间歇冲击的特性。涂料的早期发展主要集中在耐磨性和改善硬度方面。以氮化钛为代表的这种涂层具有高摩擦系数(0.4-0.6),并且在加工过程中与工件的持续摩擦会产生大量的热能。为了防止刀具过热和变形而影响加工精度并延长其使用寿命,通常使用切削液。

  为了解决减少或消除切削液的问题,刀具涂层不仅应使刀具寿命长,而且还应具有自润滑功能。类金刚石碳涂层(DLC)的外观在某些材料的机械加工中显示出优势,但经过多年的研究,已表明类金刚石碳涂层具有很高的抗拉强度。内部应力,较差的热稳定性和对黑色金属的催化效果的三个缺点,例如将SP3结构转变为SP2.决定了它只能用于加工有色金属,这限制了它在机械加工中的进一步应用 。然而,最近的研究表明,基于SP2结构的类金刚石涂层(也称为类石墨涂层)的硬度也可以达到20-40 GPa,却不存在与黑色金属起触媒效应的问题,其摩擦系数很低,并且具有良好的耐湿性。它可以在切割过程中与冷却液一起使用,也可以用于干式切割。与无涂层工具相比,其使用寿命是原来的两倍。加工钢材没有问题。这引起了涂料公司和南京刀片厂家的极大兴趣。 随着时间的流逝,这种新型的类金刚石碳涂层将被广泛应用于切割领域。