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當(dāng)時(shí) 制造業(yè)已發(fā)生了革命性的改變以數(shù)控機(jī)床為根底的現(xiàn)代制造技能正朝著高速干式切削加工的方向跨進(jìn) 在該范疇中切削刀具制造技能的開(kāi)展至關(guān)重要切削刀具外表涂層技能是近幾十年應(yīng)市場(chǎng)需求開(kāi)展起來(lái)的資料外表改性技能采用涂層技能可有用進(jìn)步切削刀具使用壽命使刀具取得優(yōu)秀的綜合機(jī)械性能然后大幅度進(jìn)步機(jī)械加工功率因而涂層技能與資料切削加工技術(shù)一同并稱(chēng)為切削刀具制造范疇的三大關(guān)鍵技能

1.國(guó)內(nèi)PVD技術(shù)概況

國(guó)內(nèi)PVD技術(shù)的研發(fā)工作始于上世紀(jì)八十年代初八十年代中期研制成功中小型空心陰極離子鍍膜機(jī)及高速鋼刀具TiN涂層工藝技術(shù) 由于對(duì)刀具涂層市場(chǎng)前景的看好國(guó)內(nèi)引進(jìn)了熱陰極離子鍍及陰極電弧多弧離子鍍技術(shù)與裝備技術(shù)及裝備的引進(jìn)推動(dòng)了國(guó)內(nèi)刀具PVD技術(shù)的第一次開(kāi)發(fā)熱潮并于九十年代初開(kāi)發(fā)出多種PVD設(shè)備但由于大多數(shù)的設(shè)備性能指標(biāo)低涂層工藝穩(wěn)定性差預(yù)期的市場(chǎng)效益未能實(shí)現(xiàn) 從而導(dǎo)致了近十多年國(guó)內(nèi)刀具PVD技術(shù)處于徘徊不前的局面盡管九十年代末國(guó)內(nèi)成功開(kāi)發(fā)出了硬質(zhì)合金TiN-TiCN-TiN多元復(fù)合涂層工藝技術(shù) 并達(dá)到了實(shí)用水平但在隨后的發(fā)展過(guò)程中也并未得到市場(chǎng)認(rèn)可隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的迅速崛起先進(jìn)制造技術(shù)的大量引進(jìn) 以及數(shù)控加工技術(shù)大面積的普及自本世紀(jì)初 PVD技術(shù)在國(guó)內(nèi)掀起了第二次開(kāi)發(fā)熱潮與九十年代不同目前國(guó)內(nèi)PVD技術(shù)的發(fā)展更具多元性及創(chuàng)新性歸納起來(lái)有以下幾種類(lèi)型

1 陰極電弧法 Cathode Arc Deposition 國(guó)內(nèi)已由小圓型陰極電弧技術(shù)發(fā)展到大面積陰極電弧技術(shù)及柱型靶陰極電弧技術(shù) 主要用于TiAlN等薄膜的制備

2 熱陰極法 Hot Cathode Plating 源于Balzers的技術(shù)主要用于TiN等薄膜的制備

3 磁控濺射法 Magnetron Sputter Plating 近年來(lái) 磁控濺射技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)涂層業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向先后出現(xiàn)了非平衡磁控濺射技術(shù) 磁控濺射加輔助離子源技術(shù)等可制備各類(lèi)薄膜

4 磁控濺射附加陰極電弧法它是目前國(guó)內(nèi)已較多采用的技術(shù) 可用于多種薄膜的制備

5 空心陰極附加磁控濺射及陰極電弧法空心陰極在國(guó)內(nèi)是一項(xiàng)傳統(tǒng)技術(shù) 其應(yīng)用市場(chǎng)仍舊存在為了充分發(fā)揮此技術(shù)的特點(diǎn) 國(guó)內(nèi)的研究者將空心陰極與磁控濺射技術(shù) 陰極電弧技術(shù)結(jié)合在一起用于多元薄膜的制備且這種全新的嘗試已對(duì)市場(chǎng)產(chǎn)生了影響

2.涂層技術(shù)的新發(fā)展

縱觀CVD PVD技術(shù)的發(fā)展過(guò)程我們可以發(fā)現(xiàn)幾個(gè)共同的規(guī)律當(dāng)?shù)谝淮繉赢a(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)后首先要解決的是涂層設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題以滿(mǎn)足市場(chǎng)需要其次要開(kāi)發(fā)新一代的涂層成分以提高刀具的加工效率最后要研制多層涂層及控制技術(shù) 使被涂刀具表層具有多種材料的綜合力學(xué)性能對(duì)切削拉銑等不同加工對(duì)象實(shí)施個(gè)性化服務(wù)

目前應(yīng)用最多的涂層物質(zhì)是TiC TiN TiCN和Al

2O3

當(dāng)今

在硬質(zhì)合金涂層刀具中應(yīng)用最多的是TiAlN三元涂層并可以通過(guò)調(diào)整Al元素的成分比例來(lái)獲得不同膜層性能涂層材料由最初的TiC和TiN單層發(fā)展到現(xiàn)在的復(fù)合涂層復(fù)合涂層及相關(guān)技術(shù)的出現(xiàn) 使涂層既可以提高與基體的結(jié)合強(qiáng)度又具有多種材料的復(fù)合性能近幾年開(kāi)發(fā)的TiN/NbN TiN/CNx等多元復(fù)合薄材料使涂層刀具壽命有很大的提高涂層工藝組合的多樣化帶來(lái)了TiAlN TiAlCN CrSiN等多元復(fù)合涂層使刀具獲得了高耐磨低摩擦熱穩(wěn)定好和抗氧化性能等優(yōu)良的綜合性能

3.涂層刀具的應(yīng)用

涂層技術(shù)目前廣泛應(yīng)用于機(jī)械電子光學(xué) 航空航天化工輕紡及食品工業(yè)等各個(gè)部門(mén) 運(yùn)用高科技手段不僅能沉積各類(lèi)金屬和合金而且能沉積多種化合物不僅能在金屬基體上沉積而且能在陶瓷金剛石玻璃甚至塑料等非金屬上沉積可以毫不夸張地講涂層技術(shù)已滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域其作用和效能有目共睹不論是在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外機(jī)床工具博覽會(huì)上人們都會(huì)看到品種繁多方法各異的涂層工具應(yīng)用實(shí)例舉不勝舉

4.國(guó)內(nèi)PVD技術(shù)研究及應(yīng)用存在的問(wèn)題

1 技能上存在的疑問(wèn)

雖然這些年國(guó)內(nèi)刀具涂層技能有了多元性開(kāi)展并已能夠制備TiAlN及多層薄膜但沒(méi)有構(gòu)成真實(shí)的具有世界競(jìng)賽力的工業(yè)化出產(chǎn)工藝技能及配備首要存在如下的疑問(wèn)雖然國(guó)內(nèi)的TiN涂層工藝工業(yè)使用根底較好但在高速切削加工范疇及硬質(zhì)合金刀具涂層方面卻無(wú)法滿(mǎn)足商場(chǎng)需求與國(guó)外TiAlN涂層比較涂層刀具壽數(shù)相差100% 200%國(guó)內(nèi)的TiAlN涂層技能在成分薄膜構(gòu)造細(xì)密性聯(lián)系強(qiáng)度與均勻性等方面尚不老練在慣例切削加工中所表現(xiàn)出的性能與TiN比較并未顯現(xiàn)出其優(yōu)越性

在現(xiàn)代領(lǐng)先切削加工制作中精細(xì)成型加工的需求越來(lái)越高經(jīng)過(guò)合理的薄膜制備技能獲取細(xì)密的薄膜安排及光整的外表描摹乃是高水平刀具涂層技能開(kāi)展的根底與底子與九十年代不一樣國(guó)內(nèi)已淡化了薄膜制備技能的根底研究工作

2 涂層設(shè)備開(kāi)發(fā)制作存在的疑問(wèn)

因?yàn)槿鄙儋Y金支撐國(guó)內(nèi)涂層設(shè)備在規(guī)劃開(kāi)發(fā)上與國(guó)外距離較大雖然也有某些立異思路但絕大多數(shù)設(shè)備制作商連續(xù)了原有的規(guī)劃概念設(shè)備的構(gòu)造與九十年代迥然不同因?yàn)閷?duì)薄膜制備機(jī)理缺少深入研究因而在設(shè)備的規(guī)劃上存在盲目性

3 全體配套性差使用根底研究缺少

全體配套性差使用根底研究缺少一直是困擾國(guó)內(nèi)刀具

涂層技能開(kāi)展的瓶頸當(dāng)前刀具涂層的趨勢(shì)是以開(kāi)展涂層加工中間為主因而技能的全體性極為要害前處置技能涂層工藝技能后處置技能及質(zhì)量操控技能都是應(yīng)予以思考的而國(guó)內(nèi)涂層設(shè)備制作商大多僅以供給涂層主機(jī)為主這種形式阻止了工業(yè)化出產(chǎn)的疾速推動(dòng) 造成了設(shè)備制作商與商場(chǎng)的嚴(yán)重脫節(jié) 制約了技能的良性開(kāi)展使得立異無(wú)從談起雖然當(dāng)前國(guó)內(nèi)刀具涂層技能與世界領(lǐng)先水平比較存在較大距離一般的TiAlN涂層技能也還不老練但無(wú)窮的使用商場(chǎng)和國(guó)家對(duì)立異綠色制作技能日益火急的需求已經(jīng)推動(dòng)了國(guó)內(nèi)刀具涂層技能的立異開(kāi)展據(jù)稱(chēng)當(dāng)前國(guó)內(nèi)已有研究者開(kāi)發(fā)出了極具使用價(jià)值的超硬薄膜制備技能且初步工藝實(shí)驗(yàn)標(biāo)明其涂層高速鋼及硬質(zhì)合金刀具的性能已達(dá)到了當(dāng)前世界領(lǐng)先水平信任不久在國(guó)內(nèi)會(huì)涌現(xiàn)出具有自立立異的領(lǐng)先的商業(yè)使用刀具涂層技能及配備并可與世界領(lǐng)先刀具涂層技能構(gòu)成競(jìng)賽

論中國(guó)刀具涂層技術(shù)的發(fā)展及方向

刀具相關(guān)內(nèi)容

加工中心刀具切削參數(shù)表

常規(guī)刀具加工深度要求

數(shù)控加工中心常用刀具表

關(guān)于數(shù)控落地機(jī)床的刀具夾緊機(jī)構(gòu)

加工中心中球面加工的刀具路徑優(yōu)化

產(chǎn)品中心

U260T五軸鉆攻中心

U260V五軸加工中心

U350V五軸加工中心

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