加工模具用高效长寿命切削刀具材料
阅读2920次
您的位置:切削技术首页>技术专题>刀具材料>加工模具用高效长寿命切削刀具材料
点击此处:以获得带文本搜索器的该文页面
瑞典山特维克公司的新型GC1030硬质合金牌号是全球率先开发的TiAlN超多层涂层硬质合金刀具材料,它在模具材料的加工中,发挥出了提高加工效率、延长刀具寿命的卓越性能。

试验刀具:R210-063Q22-14M;试件材质:DAC55(HRC47);切削速度:Vc=50m/min;刀齿数:z=1;轴向切削余量:ap=1mm;径向切削余量:ae=1mm;顺铣;干切削;刀具寿命判断标准:VB=0.2mm
图1 不同涂层材料的刀具寿命差异
(a)单涂层:裂纹一直扩展到基体表面
(b)超多层涂层:裂纹扩展需要花较长时间
图2 超多层涂层的优点

图3 GC1030的断面照片(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)
(a)超多层涂层GC1030(加工时间:17.5min)
(b)单涂层TiAlN(加工时间:14min)
试件材质:DAC3(41HRC);切削速度:Vc=90m/min;每齿进给量:fz=0.15mm/齿;刀齿数:z=1;轴向切削余量:ap=2mm;径向切削余量:ae=20mm;顺铣;干切削
图4 GC1030与现有产品的切削性能对比(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)
试验刀具:山特维克R390-025A25-11M(Ø25);试件材质:DAC3(41HRC);切削速度:Vc=90m/min;每齿进给量:fz=0.13mm/齿;刀齿数:z=1;轴向切削余量:ap=3mm;径向切削余量:ae=3mm;顺铣;干切削
图5 与其他公司产品的性能对比

图6 采用超多层涂层的部分产品
瑞典山特维克公司的新型GC1030硬质合金牌号是全球率先开发的TiAlN超多层涂层硬质合金刀具材料,它在模具材料的加工中,发挥出了提高加工效率、延长刀具寿命的卓越性能。

1 模具材料变化带来的问题

近年来,随着模具材料的性能不断提高,模具的寿命不断延长,但同时模具材料的可加工性(切削和磨削)也越来越差。近年来,模具的加工方法发生了很大变化,正从机械加工→淬火→精加工的传统加工方式向直接切削加工淬硬材料的方式转变,从而减少了加工工序,降低了加工成本。对于SKD61等淬硬材料,直接切削加工不会出现太大问题;但对于近年来新开发的跨世纪的新型模具材料,则既无法提高切削条件,也难以保证刀具寿命。这是一个不能忽视的大问题。

2 可切削性恶化的原因

当前,对应于各种不同的使用目的,对模具材料的性能进行了最优化,其共同追求的性能特点是高硬度、高韧性、高耐蚀性、已加工表面光洁美观、质量优良等。为了满足这些特性要求,需要采取添加各种合金元素、控制材料结晶组织、清除杂质等措施。但是,从切削刀具的角度来看待这些性能改进,就会发现它给刀具带来了比切削抗力上升、因粘结导致刀尖损坏的危险性增大、易切削成分减少等难题。为了解决这些问题,就必须开发耐热性、抗粘结性等切削性能优异的刀具材料。

3 开发新型刀具材料的必要

为了解决上述问题,山特维克公司开发了铣削模具用涂层硬质合金材料。在铣削一般硬度材料时,可采用具有较高的耐热性、耐磨性、化学稳定性的涂层硬质合金刀具。而在铣削SKD61淬硬钢时,使用以K类(GC3040)硬质合金作为基体、涂有M2O3涂层的刀具是最好的选择。但是,这些刀具对于跨世纪的新型模具材料并不适用。用CVD法涂覆的涂层硬质合金刀具不能保持锋利的切削刃,在涂层内部残留有拉应力,在铣削粘而硬的模具材料时,在切削刃的涂层上容易产生微崩刃,并会逐步扩展为较大崩刃。
图1所示为用2种PVD涂层刀具材料和3种CVD涂层刀具材料铣削DAC55(硬度HRC47)模具材料的刀具寿命对比试验结果。3种CVD涂层材料是在不同基体材料表面涂覆不同厚度的TiN-Al2O3-TiCN三元涂层材料;2种PVD涂层材料是在不同基体材料上涂覆含Al比例不同的Ti
本文作者:廖先富(译)
原载:《工具展望》2008年第1期
上载于:2009-8-5 9:15:11

声明: 切削技术网站刊载此文不代表同意其说法或描述,仅为提供更多信息。

发给好友 收藏 投稿给我们 打印本页

切削技术微信



本文微信分享码

沪ICP备05002856号 不良信息举报
谷歌搜索
本站:
全网:

本页链接

上海金切协会:关于 2018…
2017年德国精密工具行业产…
德国机床制造商协会VDW在C…
肯纳金属2017年刀具销售收…
山特维克机械加工集团2017…
2017年美国刀具总消耗近2…
2017年日本刀具销售总值近…
2017德国机床增产4%
医疗行业对精密刀具新要求