一种刀具表面改性处理新技术
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据Cluster Sciences公司创始人Rick Becker介绍,该公司最近开发了一种切削刀具表面处理新技术。该技术是作为类金刚石涂层(DLC) 和其他刀具涂层的替代技术而开发的,它实际上是利用固态的纳米结构硼原子团对刀具表面进行改性处理。

(a)未经处理

(b)经过硼原子团处理图 硬质合金立铣刀的表面形貌显微照片(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)
据Cluster Sciences公司创始人Rick Becker介绍,该公司最近开发了一种切削刀具表面处理新技术。该技术是作为类金刚石涂层(DLC) 和其他刀具涂层的替代技术而开发的,它实际上是利用固态的纳米结构硼原子团对刀具表面进行改性处理。这种纳米材料是该公司为半导体行业而开发的。
这种硼的纳米结构金属形态可使更多的材料分子溶入刀具基体之中,而不是像涂层那样机械性地附着于基体表面。Becker解释说,一旦硼沉积到基体上,就不可能再被分离,因为它已使表面界面处的材料发生了永久性改变。例如,硬质合金刀具的表面将变成富硼硬质合金。被处理刀具的材料成分没有太大关系,这种处理方法对于高速钢基体和硬质合金基体似乎同样有效。
据Becker介绍,初步测试结果表明,在严苛的加工条件下,该公司开发的这种金属硼材料在硬度上与类金刚石碳(DLC)和CBN类似,而韧性则要好得多。
在Cluster Sciences公司进行的一次测试中,将未涂层的4槽方头硬质合金立铣刀(直径为6.35mm)与同一批次生产,但经过硼原子团表面处理的立铣刀进行了对比切削试验(被加工试件:长度为610mm的4140热轧钢(硬度:179HB);主轴转速:2,88Or/min;进给量:585mm/min ;切削深度:2.54mm ;切削宽度:刀具全直径)。未经表面处理的立铣刀尚未完成4次走刀即告破损。而在相同的切削条件下,经过处理的立铣刀在停止试验之前一共完成了12次走刀。
除了可以应用于切削刀具以外,该技术还适用于各种耐磨零件(包括轴承、炮管、活塞环等)的表面改性处理。硼原子团可应用于许多标准的表面处理工艺,包括离子注入、DC磁控溅射、热等离子喷溅电子束蒸发和热处理。它是一种物理气相沉积(PVD)工艺,而不是化学气相沉积(CVD)工艺。目前,该公司正在寻求产业化合作伙伴,有可能为制造商提供相关技术。
本文作者:张宪(译)
原载:《工具展望》2010年第2期
上载于:2012-12-4 14:23:07

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