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應(yīng)用領(lǐng)域

刀具與工具

隨著工業(yè)的快速發(fā)展,現(xiàn)代高速切削加工和自動(dòng)化機(jī)床對刀具性能及穩(wěn)定性提出了更高的要求。硬質(zhì)合金因具備硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)刀片(具)中。硬質(zhì)合金刀片(具)生產(chǎn)工藝復(fù)雜,而噴砂工藝生產(chǎn)工藝中至關(guān)重要的一道工序,直接影響刀片(具)涂層的附著強(qiáng)度及外觀品相,對硬質(zhì)合金刀片(具)的使用壽命起決定性作用。

噴砂清理工藝

噴砂清理分干式噴砂清理和濕式噴砂清理。干式噴砂清理是通過壓縮空氣帶動(dòng)砂料直接噴射到工件表面形成的一種清理加工方式;濕式噴砂清理是通過壓縮空氣帶動(dòng)砂料和水的混合液噴射到工件表面形成的一種清理加工方式。
通常普通刀片(具)燒結(jié)后清理采用干式噴砂清理方式,而數(shù)控刀片(具)涂層前后清理采用濕式噴砂清理方式。普通刀片燒結(jié)后,表面不均勻且有雜質(zhì),通常采用較粗白剛玉清理,經(jīng)噴砂清理后,可有效去除雜質(zhì),并得到均勻一致的表面。濕式噴砂清理被譽(yù)為環(huán)保的噴砂清理,適合處理各種硬質(zhì)合金刀具,無粉塵,是一種PVD、CVD刀片(具)涂層的前后處理工藝,濕式噴砂清理工藝在國外已被廣泛應(yīng)用于硬質(zhì)合金行業(yè)。濕式噴砂清理在硬質(zhì)合金刀片(具)上的應(yīng)用具體體現(xiàn)在三個(gè)方面:

切削刀片表面前處理

濕式噴砂清理在涂層前可使硬質(zhì)合金刀片(具)表面均勻粗化,磨料通常采用較粗白剛玉,清理后可得到理想的粗糙度值,還可減小材料表面的殘余壓應(yīng)力、降低材料表面Co的含量、去除硬質(zhì)合金刀片(具)刃部的碳化物相,經(jīng)濕式噴砂預(yù)處理后的PVD、CVD沉積的涂層提高了涂層與基體界面的結(jié)合力,涂層的耐磨性及刀片(具)的使用壽命有顯著提高,并且改善了涂層刀片(具)的切削性能。

切削刀片刃口鈍化清理

刀片(具)刃口鈍化技術(shù)是提高刀具壽命減少刀具消耗的有效措施之一,其經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)提升至關(guān)重要,進(jìn)一步推動(dòng)了我國切削加工水平的提高,縮小了與國外刀具切削性能的差距。CVD涂層刀片(具)在涂層前要求對刀具刃口進(jìn)行鈍化處理,從國外引進(jìn)的數(shù)控機(jī)床和生產(chǎn)線所用刀具,其刃口已全部經(jīng)過鈍化處理。經(jīng)實(shí)踐研究表明,刀具刃口鈍化可有效延長刀具壽命200%或更多,大大降低了刀具成本,給用戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

傳統(tǒng)鈍化工藝通常采用普通砂輪或金剛石砂輪刃磨刀片(具)刃口,刃磨后的刃口存在程度不同的微觀缺口,即微小崩刃與鋸口。前者可用肉眼和普通放大鏡觀察到,后者用100倍(帶0.010mm刻線)顯微鏡能夠觀察到其微觀缺口一般在0.01mm~0.05mm,嚴(yán)重者高達(dá)0.1mm以上。在切削過程中刀具刃口微觀缺口極易擴(kuò)展,加快了刀具磨損和損壞。

濕式噴砂鈍化清理通常采用較細(xì)白剛玉清理,目前已測試成功并已投入使用。濕式噴砂鈍化目的是解決刃磨后刀具刃口微觀缺口的缺陷,使其鋒值減少或消除,有效提高刃口強(qiáng)度、提高刀具壽命和切削過程的穩(wěn)定性。經(jīng)鈍化后的刀片(具)可改善涂層的質(zhì)量、降低刃口鋒值、提高涂層的牢固性和使用壽命。影響刀具切削性能和刀具壽命的有很多因素,除了刀具材料、刀具幾何參數(shù)、刀具結(jié)構(gòu)、切削用量優(yōu)化等。

切削刀片涂層后處理

硬質(zhì)合金刀片(具)涂層后,涂層表面色澤暗淡,品相一般。通過采用濕式噴砂清理,采人用320目的白剛玉清理,使刀片進(jìn)一步細(xì)化了涂層表面,使表面呈現(xiàn)金屬光澤,達(dá)到漂亮的光飾效果,提高產(chǎn)品品相。

滾齒刀具涂層材料的選用

常用的硬質(zhì)合金或高速鋼涂層是在韌性、強(qiáng)度較好的基體上,采用CVD法或PVD法涂覆一層極薄硬質(zhì)和耐磨性極高的難熔金屬化合物而得到的刀具材料[2]。根據(jù)齒輪加工用高速鋼滾刀、插刀的材料性能及切削技術(shù)要求,選用納米復(fù)合涂層工藝Tinaloxgold,該涂層材料主要為氮鋁化鈦(TiAIN)、氮化鈦(TiN)等,具有3000HV 的超高微硬度,11000℃的抗氧化溫度納米涂層結(jié)構(gòu),表面硬度接近于陶瓷,具有光滑的表面,低的摩擦因數(shù);同時(shí)還有很好的韌性,適合干濕切削。對涂層有下面幾個(gè)方面提出要求:

滾齒刀具涂層工藝流程

刀具檢驗(yàn):涂層前刀具應(yīng)檢驗(yàn)是否有影響涂層效果的刀具缺陷。

脫模:去除刀具表面殘余的涂層及其他附著層。

去毛刺:通過玻璃珠噴射去除刀具因修磨產(chǎn)生的毛刺,避免影響涂層效果。

鈍化:通過金鋼珠噴砂鈍化刀具刃口,增強(qiáng)涂層效果,提高刀具壽命。

清洗:去除表面污物,清洗后烘干處理。

裝載:將刀具裝入涂層工裝中。

涂層:進(jìn)行刀具涂層處理,該工序在專用密閉設(shè)備中通過程序控制自動(dòng)化操作

刀具廠檢驗(yàn):對涂層后的刀具進(jìn)行100%檢驗(yàn)。

產(chǎn)品工件展示

產(chǎn)品工件

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