技术简介

1、前言

  切削工具是直接影响到机械制造工业产品质量的关键工具之一,其性能和寿命都关系到产品的加工质量,又关系到产品的生产成本。为了提高工具的可靠性、耐磨性,西方发达国家一直在不断研究,开发新的工具表面处理技术。美国、瑞士、日本、德国等相继在刃具表面镀钛、石墨、锆、钛铝、二硫化钼等工艺,以提高刃具表面的润滑性、耐磨性。目前发达国家的刃具表面全部采取PVD(物理气相沉积)镀层和CVD(化学气相沉积,该技术污染严重,且刀具易变形)镀层等技术。

  目前,国产刀具的制造质量与国外发达国家同类刀具相比,还存在着明显的差距,主要体现在精度差,寿命短。因此各类高档、复杂精密刀具依然长期依赖进口,其价格是国产刀具的几倍乃至几十倍,十分昂贵。

  针对这种情况,我厂前身北京广用高新技术公司在上世纪九十年代初,聘请了清华大学核能物理系、机械工程系、汽车工程系、原石油部规划院的六位专家进行镀层研究,经过几年的攻关、科研、镀层工艺有了突飞猛进的提高,镀层产品先后在清华大学机械厂、清华大学汽车工程系、北内集团总公司和湖南衡阳江雁机械总厂进行了多次台架和现场耐久性试验考核。其镀层效果超过了国外先进水平,并获得九六年世界尤里卡金奖。

2、镀层机理

  通过在工件表面镀层1.5~2.5µm的镀层,提高了工具的润滑性、耐磨性、抗氧化性,镀层刀具摩擦阻力大大降低,其摩擦力约为不镀刀具的1/5~2/5,其膜层特有的隔热性,能相对降低刀具表面的温度,其抗氧化性能根据不同镀层抗氧化温度提高200~450℃。因此,被加工件表面光洁度大大提高,有效避免了切削瘤的产生,产品加工速度(进刀或旋转),可提高1倍以上(同等润滑条件),刀具使用寿命延长了3~12倍(不同镀层性能不一样)。

3、镀层性能

镀层种类
主要功能
膜厚(µm)
颜色
TiN
延寿3-5倍,提高表面硬度,耐磨
2-3
金黄
TiC
延寿3-5倍,比TiN硬度更高
2-3
黑色
TiCN
延寿3-5倍,比TiN硬度更高
2-3
兰黑、玫红
TiACN
延寿6-8倍,耐高温,适于高速加工广谱的加工材料和参数
2-3
深棕
CrN
延寿3-5倍,耐磨性好
2-3
棕黑
CrC
延寿3-5倍,耐高温,抗氧化性好
2-3
棕黑
复合镀层
延寿8-10倍,广谱的加工材料和参数
 
兰黑
纳米级复合镀层
延寿8-12倍,广谱的加工材料和参数
 
兰黑

 

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