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影响涂层刀具切削性能的因素及使用中应注意的问题

作者：bearingpower 发表时间：2010-12-12

影响涂层刀具切削性能的因素及使用中应注意的问题关键字：涂层刀具切削性能影响涂层刀具切削性能的因素被加工材料的影响采用同样的一把涂层刀具来加工各种不同的加工材料，其刀具的切削寿命有很大差别。一般情况下，涂层刀具在加工调质材料、高合金钢、不锈钢、耐热钢等难加工材料时，寿命可提高5倍以上，当加工一般45钢时，其寿命可提高3倍左右。切削用量参数的影响涂层刀具在高的切削用量的情况下，会反映出高的寿命和高的耐用度，因此，涂层刀具更适合于在高速切削机床进行粗加工，但在低的切削用量下进行切削，涂层刀具也具有好的耐磨性，表面加工质量也很高。机床刚度的影响采用PVD方法涂层的高速钢刀具，涂层和刀具基体基本上是机械结合。薄膜和刀具基体并没有扩散层。因此这里面就存在着涂层的剥落问题。一把优质的涂层刀具在正常切削情况下涂层不会剥落，显示出优良的切削性能。但如果机床在切削中振动很大，刀具和工件进行反复冲击，这时会导致涂层非正常剥落，涂层一旦剥落也就显示不出涂层刀具的优越性。但需要指出的是，在强烈振动下使用涂层刀具，并非刚一切削涂层就剥落，这种剥落是在切削中逐渐进行的。即使在这种情况下，涂层刀具寿命也会有不同程度的提高。刀具几何参数的影响一般来说，当涂层刀具后角偏大时会得到更满意的性能。如拉刀、铰刀、磨制钻头等精加工刀具，后角增大后，其涂层的效果明显提高。哪些刀具更适合涂层任何一种刀具经涂层处理都会得到较高的寿命，考虑到刀具的修磨特点、使用场合和经济性，下列几种类型的刀具更适合采用涂层处理：铲齿刀具(包括铲磨刀具) 这类刀具包括各种齿轮铣刀，各种滚刀、插齿刀，各种成型刀具。这是由刀具的修磨和磨损特点所决定的。一般情况下，刀具的磨损方式都在后刀面最先出现。由于后刀面过度磨损，致使刀具不能再使用。这类刀具经修磨前刀面后，后刀面仍然保持着涂层，所以刀具寿命仍能提高2倍以上。加工难加工材料的各种刀具当加工各种难加工材料时，用一般刀具很难进行加工，即使能用，其刀具寿命也极低。如果采用涂层刀具，刀具寿命会显著提高，可解决加工难题，在某种程度上可替代金刚石刀具。一次性使用(或刃磨次数少)的刀具或高精度刀具主要指丝锥和拉刀。丝锥在使用中很少修磨，而拉刀因外径公差很小，仅能修磨几次，经涂层后，可较大提高刀具寿命，降低刀具成本。对被涂刀具表面质量的要求为了得到粘结度很牢的涂层，对被涂刀具质量应有较高的要求，首先，被涂覆刀具前面和后面的粗糙度Ra＜0.8～1.25μm，实践证明，粗糙度越小，其涂层的粘结度越好，其次，被涂层刀具的各个表面不得有锈斑、磨糊、发蓝和崩刃等缺陷；带有特尖角的刀具也不适合涂层；此外，刀尖角处应制成圆角式并带有过渡倒棱；刀具应达到技术要求的硬度；带磁刀具涂覆前应退磁。涂层刀具的修磨涂层刀具经修磨后仍可提高刀具寿命。对于成型刀具，只修磨前刀面，后刀面仍保持有涂层，这时刀具寿命比新涂层刀具降低了50%左右，比未涂层刀具寿命仍可提高2倍左右；对于尖齿刀具，不论修磨哪个面，只要有一个面保留涂层，切削中就会产生很大的作用。另外，修磨工艺也十分重要。在修磨中，第一次上刀要大些，一般不小于0.01mm，一次将涂层全磨掉，然后采用正常修磨方法，刀具即将磨完时要进行精磨，可以更换粒度更细的砂轮，以防止刃口处涂层出现锯齿状剥落。为了充分发挥涂层的作用，在修磨时，其磨削量应根据刀具的磨损情况，把磨钝部分全部磨掉，直至形成完整的涂层面为准。关于涂层刀具的重涂刀具重涂技术是涂层刀具的一个应用发展方向。刀具重涂已引起各方的重现。对于重磨的成形刀具，只有进行重涂，才能保证刀具的整体寿命提高3～5倍以上。凡重涂刀具首先必须按工艺将各几何参数磨好，其磨光部分不允许存在各种质量缺陷，如磨糊、毛刺等。重涂时可采用局部屏蔽技术只对修磨面进行涂层。对于不采用屏蔽技术的重涂，在重涂4～6次后，刀具的非修磨面的涂层厚度就会过大，从而影响刀具精度和产生局部剥落现象，此时要对刀具进行脱膜处理后再重涂。重涂后的刀具切削性能一般不低于第一次涂层刀具，刀具可做多次重涂，直至报废为止。

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