工具的材料和涂層對其切削性能的影響
涂層對切削性能的影響
從圖2可知,影響刀具切削壽命的關鍵因素在于涂層不同。下面將從涂層的力學性能,表面性能、抗氧化性等方面進行分析。
用F ISCHERSCOPE H1000 微力學探針對TiAlN2ML和TiAlCN兩種涂層的力學性能進行了分析。
涂層的力學性能是判斷涂層性能的重要指標之一。從圖4、圖5 中可看出, 兩種涂層顯微硬度TiAlN2ML = 29.09 GPa, TiAlCN = 28.21 GPa,二者相當。這說明,在切削過程中, TiAlN2ML 與TiAlCN涂層的高硬度對提高刀具抗磨損性起到了重要作用。
對于TiAlCN涂層來說,表層碳含量高,因而耐磨性好。同時,此涂層的表面粗糙度低,僅為0.25,而TiAlN 2ML為0.6。這樣,在銑削過程中, TiAlCN涂層低的表面粗糙度有效降低了切削過程中的阻力,并且起自潤滑的作用,從而降低了刀具的磨損量,使切削過程易于進行,這是TiAlCN涂層銑刀切削壽命高于TiAlN2ML涂層銑刀切削壽命的主要原因之一。
圖4 TiAlN2ML涂層加卸載曲線
圖5 TiAlCN涂層加卸載曲線
關于抗氧化溫度(對于干式切削來說,切削熱難以散失,因而希望涂層耐熱性能越高越好) , TiAlN2ML為700 ℃, TiAlCN為500 ℃�？梢�, TiAlCN涂層的耐熱性能也較好。
這樣,從硬度、耐磨性、表面粗糙度、抗氧化溫度等角度考慮, TiAlCN涂層具有最佳的綜合性能。實際上, TiAlCN涂層是TiAlN + TiCN 的綜合涂層,它既具有TiAlN涂層較高的耐熱性能,同時又具備了TiCN涂層良好的表面光潔度,是一綜合涂層。因此,在銑削過程中, TiAlCN 涂層銑刀就呈現出優異的性能,切削壽命優于TiAlN2ML涂層銑刀。
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