超晶PVD涂层技术在刀工具上应用

PVD涂层技术在刀具上的应用目录1.涂层刀具及其种类2.刀具涂层优点3.刀具涂层技术及特点4.PVD涂层材料，特点与应用5.涂层技术及涂层材料发展6.刀具涂层前处理要求7.正确选择刀具涂层8.刀具重磨，退镀及再涂层9.涂层刀具加工实例10.超晶公司简介1.涂层刀具及其种类涂层刀具是在强度和韧性较好的硬质合金或高速钢(HSS)基体表面上，利用气相沉积方法涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物而获得的。高速钢刀具，硬质合金刀具陶瓷刀具涂层刀具种类：车刀片、铣刀片、立铣刀、钻头、镗刀、铰刀、拉刀、丝锥、螺纹梳刀、滚压头、成形刀具、齿轮滚刀和插齿刀等。PVD涂层刀具锯片丝攻刀片立铣刀滚齿刀钻头铰刀提高刀具耐磨性，提高刀具寿命3～5倍以上；减少换刀时间，提高生产效率；提高刀具抗高温氧化性能，提高切削速度20%～70%；降低刀体材料与被加材料的亲和，避免粘刀；精加工时，避免积屑瘤，提高加工精度0.5～1级；降低刀具表面摩擦系数，减小切削力；减少或不用切削液，降低成本，减少环境污染。2.刀工具涂层优点涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、耐热耐氧化、热导率低、化学性能稳定和摩擦因数小等特性。3.刀具涂层技术及特点1.PVDPhysicalVaporDeposition2.CVDChemicalVaporDepositionPVDVS

CVDPVD涂层技术PhysicalVaporDepostion（物理气相沉积）在高真空环境中，通过高温加热金属或合金蒸发成气相，或者通过电子、离子、光子等荷能粒子的能量把金属或化合物靶溅射出相应的原子、离子、分子（气态），在固体基体表面沉积成固相膜层，其中也可能涉及到物质的化学反应。等离子体Plasma涂层电焊弧光PVD设备PVD工艺的比较PVD涂层表面形貌对比

磁控溅射多弧离子镀超晶Spark4.PVD涂层的性能及应用PVD涂层材料的发展更耐磨耐高温耐冲击单层：TiN，CrN，TiCN，AlTiN，CrAlN等；2-3层；TiN+TiCN,TiN+AlTiN；TIN+AlTiN+DLC，TiAlN+MoS2等；周期性多层：TiN/TiCN，TiN/AlTiN等，例如ExtralPlus是最受欢迎的涂层之一，这是一种由AlTiN＋AlTiCrN组成的多层涂层；超晶格结构：AlN/TiN；纳米复合结构：TiN/Si3N4，TiAlN/Si3N4，CrAlN/Si3N4，TiN/a-C等，例如瑞士Platit公司nACo纳米复合涂层。6.PVD涂层在齿轮加工刀具的应用汽车变速箱齿轮风电增速箱齿轮减速机齿轮出货取货清洗退镀检验钝化清洗检验装夹镀膜下挂检验包装入库领刀加工还刀入库修磨入库PVD涂层齿轮加工6.滚刀涂层流程6.刀具涂层前处理钝化前刀具制造工序的最后一道工序——磨削工序完成后，再对刀具刃口进行一次钝化处理，则刀刃处将会出现一细微的圆弧刃口，刃带也将变得光滑，这就消除了豁牙、锯齿和裂纹等缺陷。各类刀具都要经过仔细的刃磨，并使加工粗糙度值达到了Ra0.8um，甚至是Ra0.4um。钝化后Edgepreparation较大的刀刃半径降低应力集中减少刀刃微崩刃口钝化减少微崩研磨毛刺对涂层的影响卷边毛刺缺口滚刀研磨后的毛刺现象未做钝化的滚刀涂层后形貌涂层剥落涂层附着在卷边上做钝化的滚刀涂层后形貌1.干/湿喷砂2.尼龙刷钝化轮3.立式旋转钝化4.滚刀钝化刀具钝化技术根据加工需要正确选择刀具涂层有可能是一件令人困惑和费劲的工作。每一种涂层在切削加工中都既有优势又有缺点，如果选用了不恰当的涂层，有可能导致刀具寿命低于未涂层刀具，有时甚至会引出比涂层以前更多的问题。7.正确选择刀具涂层涂层的特性：（1）硬度（2）耐磨性（3）表面润滑性（4）氧化温度（5）抗粘结性加工条件：（1）切削参数（速度，进给）（2）被加工材料（3）干/湿，切削液（4）加工工艺（车、铣）（5）机床&试切涂层特性与选择

根据刀具主要失效模式选择涂层磨损崩刃积屑瘤月牙洼

塑性变形沟槽耐磨涂层耐高温涂层低亲和性涂层8.刀具重磨，退镀及再涂层硬质合金和高速钢刀具的重磨和再涂层是目前常见的工艺。尽管刀具重磨或再涂层的价格仅为新刀具制造本钱的一小部分，但却能延长刀具寿命。重磨工艺是特殊刀具或价格昂贵刀具的典型处理方法。可进行重磨或再涂层的刀具包括钻头、铣刀、齿轮滚刀以及成形刀具等。刀具重磨重镀工艺：1.刃口重磨：砂轮，磨削量2.涂层退除：高速钢OK，硬质合金NG3.刃口处理：刃口重新钝化4.重新涂层

：先择合适工艺与涂层线速度小于80m/min的低速加工一般选用TiN涂层；速度达80-100m/min的高速加工选用AlTiN或CrAlTiN涂层。经过超晶TiN涂层处理的滚齿刀寿命比别家涂层提高了10%，且磨损量从0.3mm降到0.2mm，减少了每次修磨量，使修磨次数从原来的18次左右增加到25次左右，从而使齿轮加工的单位成本大幅下降9.涂层滚刀加工案例TiN涂层滚刀切削工艺：滚刀：三凌粉末高速钢机床：高速干滚机kashifuji加工参数：转速725r/min刀具规格：80*140线速度：137m/min进给量：2.5mm切削液：无AlTiN涂层滚刀9.涂层滚刀加工案例9.涂层滚刀加工案例切削条件：滚刀材质：粉末高速钢滚刀规格：70x120涂层材料：CrAlTiN工件材料：20CrMoTi主轴转速：500rpm线速度：105m/min切削液：机械油CrAlTiN涂层TiN涂层滚刀寿命是无涂层的8-10倍，切削速度可提高30%