用于高速高效加工的CVD超级FF刀具涂层
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为了满足市场对高速高效切削加工的需求,日本住友电工硬质合金公司研究开发了CVD超级FF刀具涂层材料,其特点是:利用独创新技术开发的陶瓷类超级FF涂层实现了晶体组织超微细化和涂层表面平滑化。

图1 原有TiCN陶瓷类涂层与超级FF涂层组织的电镜照片

图3 超级FF涂层的特点和代表性涂层构造

超级FF涂层的特点

为了满足市场对高速高效切削加工的需求,日本住友电工硬质合金公司研究开发了CVD超级FF刀具涂层材料,其特点是:利用独创新技术开发的陶瓷类超级FF涂层实现了晶体组织超微细化和涂层表面平滑化。图1为原有的陶瓷类涂层与超级FF涂层表面和断面组织的电镜照片。图2为涂层表面的凹凸状态。

图2 原有TiCN陶瓷类涂层与超级FF涂层的表面凹凸及粗糙度
通过使涂层晶体组织微细化、均匀化和致密化,超级FF涂层的硬度比原有的陶瓷类涂层提高了大约20%,硬度稳定性的分散度进一步减小,具有优异的耐磨性能和抗崩刃性能,涂层表面也非常平滑,表面粗糙度值约为原有涂层的1/10,从而获得了优异的抗粘刀性能和高结合强度。图3为超级FF涂层的构造和特点。采用这种涂层技术的刀具,可获得耐磨性、抗崩刃性和抗粘刀性兼优的切削性能,并能幅度提高刀具寿命。

适用加工材料及加工实例

1. 用于不锈钢车削的AC610M1630M涂层刀具

不锈钢是会显著缩短刀具寿命的难加工材料。图4为用于车削不锈钢的AC610M涂层刀具的切削性能和加工实例。在≥200m/min的高速切削条件下加工时,该刀具显示出良好的耐磨性能,明显优于其他公司产品。在使用实例中,AC610M涂层刀具的寿命是原有刀具的2倍。图5为AC63OM涂层刀具的切削性能和加工实例。在常规切削条件下,与其他公司的刀具相比,该刀具能获得更长、更稳定的刀具寿命,能够承担高硬度材料的高速、高效、高稳定性加工。

(a)切削性能(工件材料:SUS316:刀片:CNMC120408N-GU,刀柄:PCLNR2525-43:切削条件:V=200m/min, f:0.25mm/r,d=1.5mm:湿切)
机械零件(SUS304)

(b)加工实例(刀片:DNMC150408N-EX:切削条件:V=210m/min, f:0.3mm/r, d=2.0mm:湿切)
图4 AC61OM超级FF涂层刀具的切削性能及加工实例

(a)切削性能(除V=150m/min外,其余同图4a)
机械零件(SUS304)

(b)加工实例(切削条件:V=130m/min, f:0.4mm/r, d=0.5mm:其余同图4b)
图5 AC63OM超级FF涂层刀具的切削性能及加工实例

2. 高速车削铸铁河锻铸铁用AC410K涂层刀具

与普通铸铁相比,可锻铸铁的强度更高,可加工性更差,对刀具的摩擦磨损和剥离损伤更大。图6为AC410K超级FF涂层刀具的切削性能和加工实例。从对比结果可知,该刀具的后刀面磨损小于其他公司的刀具。在加工实例中,其刀具寿命是其他公司刀具的2倍以上。

(a)切削性能(工件材料:FCD450(240HB):刀片:CNMC120408N,刀柄:PCLNR2525-43:切削条件:V=350m/min, f:0.35mm/r,d=1.5mm:湿切)
机械零件(SUS304)

(b)加工实例(刀片:DNMC150412N-UZ:切削条件:V=130~200m/min, f:0.3mm/r, d=0.5mm:湿切)
图6 AC41OK超级FF涂层刀具的切削性能和使用实例

3. 铸铁铣削用ACK200/钢铣削用ACP100涂层刀具

铣削加工是在断续切削和加热一冷却交变热循环的苛刻条件下进行的,要求刀具必须具有高强度、良好的抗崩刃性能和抗粘刀性能。图7和图8分别为用ACK200超级FF涂层刀具加工铸铁和用ACP100超级FF涂层刀具加工钢的切削性能和加工实例。可以看出,ACP200和ACP100的抗崩刃性能均优于其他公司的刀具,刀具寿命也更长。

(a)切削性能(工件材料:FC250:刀具:DPG4200R,切削条件:V=150m/min, fz:0.15mm/r,ad=3mm:湿切)

(b)加工实例(刀片:DNMC150412N-UZ:切削条件:V=130~200m/min, f:0.3mm/r, d=0.5mm:湿切)
图7 ACK200超级FF涂层刀具的切削性能和加工实例

(a)切削性能(工件材料:SKD11(退火态):刀具:WGC4100R SEMT13T3AGSN-G,切削条件:V=150m/min, fz:0.15mm/r,ad=2mm:湿切)

(b)加工实例(工件材料:S50C;刀片:WGC4160R SEMT13T3AGSN-H:切削条件:V=204m/min, f:0.32mm/r, ad=2mm:Rd=25mm:干切)
图8 ACP1OO超级FF涂层刀具的切削性能和加工实例
本文作者:廖先富(编译)
原载:《工具展望》2009年第5期
上载于:2011-8-23 10:32:05

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