 |
|
|
 |
|||||
|
|||||
 |
||||||||||||
|
 |
 首页 >> 机床技术资讯 >> 查看资讯信息 |
 |
针对高速加工的新材质等级设计 |
|||||||||||||
| 来源：信息中心 时间：2009-2-1 10:59:37 | |||||||||||||
|
|||||||||||||
。
<LI>难加工材料，例如为了零件更轻的高强度材料。 </LI></UL>
<DD>所有这些趋势对对相同刀具材质等级的耐磨性、抗塑性变形和韧性提出更多要求。如果韧性是唯一的问题， PVD 物理气相沉积涂层可被看作一种选择。然而在耐磨性上PVD涂层不能同现代CVD(化学气相沉积)涂层竞争。PVD涂层沉积厚度通常小于5 µm，而CVD涂层可能有20µm厚。
<H1>传统设计</H1>
<DD>一种烧结硬质合金切削刀片是一种针对某种特定应用领域定制的基体和涂层优化组合，通常看作一种材质等级。 设计一种新的材质等级就是要找到基体和涂层物理性能最佳组合。最重要的特性是硬度和韧性，然而它们反过来和材料性能相互关联。结果，在刀具研发时在耐磨性和韧性之间折中通常是必然的。在本文里我们将处理一些新的途径来克服这种窘境，例如耐磨性和韧性的结合。将探讨一种打算用于高速切削的耐磨材质等级的研发。
<DD>以WC-Co基为基体的性能可通过Co含量、WC颗粒大小和立方碳化物相数量的变化来控制。 应用功能梯度也是可行的：紧挨在涂层下面的基体创建富含Co并同时耗尽硬的立方碳化物的表层。用这种方法，可获得硬的基体核心而不牺牲切削刃的韧性。耐磨应用场合使用通常要求抗塑性变形的基体和传统的硬基体。通常还没有运用功能梯度分布的基体。 不利点是在很多难加工材料里降低韧性。
<DD>在传统涂层里，不同的涂层材料根据普遍地接受的磨损模型引出的多层结构来组合和优化。 内部(中间)的涂层通常是基于保证良好的抗后刀面磨损和良好的涂层和硬质合金基体之间的结合力的TiC-Ti(C,N)-TiN组合。最常用的中间层是Ti(C,N) 而且今天它几乎专门使用中温化学气相沉积(MTCVD)进行沉积。 Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>传统地运用在中间层的上面起降低前刀面月牙洼磨损的作用而且还作为热障使用。最后，一层薄的TiN通常沉积在复合涂层的顶面为了是刀具得到金黄色并有助于容易察觉磨损。今天市场上大多数涂层是由Ti(C,N)、 Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>和TiN组合构成。通常Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>上面仅覆盖一薄层TiN。<BR>
<TABLE cellSpacing=0 borderColorDark=#ffffff cellPadding=0 align=right bgColor=#e5ebba borderColorLight=#006600 border=1><BR>
<CAPTION>表1: 稳定和不稳定CVD Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>相特性</CAPTION>
<TBODY>
<TR align=middle bgColor=#d5dbaa>
<TD>
<TD>a-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>
<TD>k-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>
<TD>g-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB><BR>
<TR align=middle>
<TD align=left bgColor=#d5dbaa>晶格体系
<TD>三方晶系
<TD>斜方晶系
<TD>立方晶系
<TR align=middle>
<TD align=left bgColor=#d5dbaa>空间组
<TD>R3c
<TD>Pna2<SUB>1</SUB>
<TD>Fd3m
<TR vAlign=top align=middle>
<TD align=left bgColor=#d5dbaa>晶格参数(埃)
<TD>a=4.7587<BR><BR>c=12.9929
<TD>a=4.8351<BR>b=8.3109<BR>c=8.9363
<TD>a=7.92
<TR align=middle>
<TD align=left bgColor=#d5dbaa>单元Al原子数
<TD>12
<TD>16
<TD>63/3
<TR align=middle>
<TD align=left bgColor=#d5dbaa>单元O原子数
<TD>18
<TD>24
<TD>32
<TR vAlign=top align=middle>
<TD align=left bgColor=#d5dbaa>Al-配位排列
<TD>八面体
<TD>75% 八面体<BR>25% 四面体
<TD>?<BR>?</TD></TR></TBODY>
<H1>氧化物困境</H1>
<DD>Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>存在许多不稳定同素异形体，诸如g、h、d、q、c 和 k ，外加稳定的 a-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>相。 所有这些改变紧接着将转化到稳定的a-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>相，例如在沉积过程中的热处理、沉积后的热处理和金属切削过程中。三种Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>相a-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>、 k-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>和g-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>能以某种受控的方式被CVD沉积。 表1给出了这些相的特性。<BR>
<DD>应用到工业尺度仅有的CVD相是a-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>和k-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>。 g-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>还没有作为降低磨损或摩擦涂层被商业化使用，即使它最通常地被PVD Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>相获得。<BR>
<DD>惊奇地，稳定的a-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>已被发现同不稳定k-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>相比是工业应用里最难CVD沉积。这就是为什么所有CVD氧化铝涂层里大约80%由 k-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>构成的理由了。但是k-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>是一种不稳定相，在沉积过程中还有在金属切削过程中(尤其在高速下)可能转化成稳定的a-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>相。在相变中碰到的体积收缩将降低并最终破坏k-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>层的粘着。 <BR>
<DD>市场上的很多商用a-Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>涂层是在沉积过程中k ? a 相转化的结果。因此，这种涂层展现出热裂纹并且是易碎的(
<DD>切削速度vc = 430 m/min
<DD>进给量 fn = 0.3 mm/r
<DD>切削深度ap = 1.5 mm </DD>
<TR align=middle>
<TD width=200><img src=)
| 【关闭窗口】【打印该页】 |
本信息真实性未经证实，仅供您参考。未经许可，不得转载。 |
| 首 页 公司简介 机床产品 销售网络 售后服务 在线留言 联系方式 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 公司简介 | 产品中心 | 售后服务 | 版权声明 | 联系方式 |
 |
©2008 Www.sydyjcc.cn 沈阳第一机床厂机床销售中心 版权所有 |  辽ICP备19021059号 |