刀具涂层及如何正确选择刀具涂层

刀具选择正确的涂层涂层也有助于提高刀具的切削性能。

目前的涂层技术包括：（1）氮化钛（TiN）涂层：这是一种通用型PVD和CVD涂层，可以提高刀具的硬度和氧化温度。

（2）碳氮化钛（TiCN）涂层：通过在TiN中添加碳元素，提高了涂层的硬度和表面光洁度。

（3）氮铝钛（TiAlN）和氮钛铝（AlTiN）涂层：氧化铝（Al2O3）层与这些涂层的复合应用可以提高高温切削加工的刀具寿命。

氧化铝涂层尤其适合干式切削和近干切削。

AlTiN涂层的铝含量较高，与钛含量较高的TiAlN涂层相比，具有更高的表面硬度。

AlTiN涂层通常用于高速切削加工。

（4）氮化铬（CrN）涂层：这种涂层具有较好的抗粘结性能，是对抗积屑瘤的＊＊解决方案。

（5）石涂层：石涂层可以显着提高加工非铁族材料刀具的切削性能，非常适合加工石墨、金属基复合材料、高硅铝合金和其他高磨蚀性材料。

但石涂层不适合加工钢件，因为它与钢的化学反应会破坏涂层与基体的粘附性能。

近年来，PVD涂层刀具的有所扩大，其价格也与CVD涂层刀具不相上下。

CVD涂层的厚度通常为5－15μm，而PVD涂层的厚度约为2－6μm。

在涂覆到刀具基体上时，CVD涂层会产生不受欢迎的拉应力；而PVD涂层则有助于对基体形成有益的压应力。

较厚的CVD涂层通常会显着降低刀具切削刃的强度。

因此，CVD涂层不能用于要求切削刃非常锋利的刀具。

在涂层工艺中采用新的合金元素可以改善涂层的粘附性和涂层性能。

例如，伊斯卡公司的3PSumoTec处理技术能提高PVD和CVD 两类涂层的韧性、光滑程度和抗崩刃性能。

同样，该工艺还能消除PVD涂层时在涂层表面产生的有害液滴，从而使涂层表面更光滑，使刀片在加工时切削温度更低、寿命更长、形成更理想的切屑流，以及能采用更高的切削速度。

复合涂层具有很好的耐磨性和抗崩刃性，非常适合用于高速切削铸铁的各种刀片牌号，其预期的切削速度可达到650－1200sfm以上（取决于工件材料的类型和加工条件）。

刀具涂层种类在制造业中，刀具涂层起到了极其重要的作用。

它们不仅可以提高刀具的耐磨性和耐蚀性，还可以提高切削效率和生产效率。

随着科技的进步，越来越多种类的刀具涂层问世。

以下将介绍一些常见的刀具涂层种类，帮助您选择适合的涂层。

1. 钛氮合金涂层：钛氮合金涂层具有很高的硬度和耐磨性，能够增加刀具的寿命。

它在加工高温合金和不锈钢时表现出色，限制了切削温度的上升，进而减少了刀具磨损。

2. 金刚石涂层：金刚石涂层是目前最硬的材料之一，可以极大地提高刀具的硬度和耐磨性。

它在加工复杂的材料、高硬度材料和玻璃等脆性材料时显示出卓越的性能。

3. 碳化物涂层：碳化物涂层具有良好的耐磨性和耐热性能，可以有效减少刀具与工件之间的摩擦，提高切削速度和表面质量。

碳化物涂层广泛应用于高速切削和干切削。

4. 氧化物涂层：氧化物涂层具有良好的耐热性和化学稳定性，能够抵御高温腐蚀和氧化。

它广泛应用于切削高硬度材料和高温合金。

5. 氮化物涂层：氮化物涂层具有高硬度和高熔点，可以增加刀具的使用寿命和切削效率。

它广泛应用于加工钛合金、高温合金和不锈钢等材料。

除了上述常见的涂层种类，还有许多其他创新的涂层技术不断涌现。

例如，纳米涂层技术可以在刀具表面形成纳米级的涂层，进一步提高刀具的切削性能和寿命。

此外，多层涂层和渗氮等技术也被广泛应用。

在选择刀具涂层时，需要根据具体的加工材料和加工要求来进行选择。

例如，加工高硬度材料时，可以选择金刚石涂层；加工高温合金时，可以选择氮化物或钛氮合金涂层。

此外，还需要考虑加工环境、切削速度和表面要求等因素。

综上所述，刀具涂层是提高切削效率和降低生产成本的关键技术之一。

在选择刀具涂层时，应根据具体情况进行合理选择，并及时了解新的涂层技术。

通过选择合适的刀具涂层，可以实现更高效、更稳定的加工过程，提高产品质量和生产效率。

刀具涂层应注意事项刀具涂层在机械加工中起到了保护刀具和提高加工效率的作用。

但是，在选择和使用刀具涂层时需要注意一些事项。

下面是一些值得注意的方面。

首先，选择适合的刀具涂层。

目前市场上有各种不同类型的刀具涂层，如涂层硬质合金、AlTiN涂层等。

每种涂层都有其特定的优点和适用范围。

在选择涂层时，需要考虑被加工材料的性质和加工条件，以及期望的加工效果。

比如，涂层硬质合金适用于加工高硬度材料，而AlTiN涂层适用于高温和高切削速度条件下的加工。

其次，注意刀具涂层的厚度和质量。

涂层的厚度对刀具的使用寿命和加工效果有很大影响。

如果涂层太薄，容易磨损造成刀具失效；如果涂层太厚，容易产生应力集中和表面粗糙度增加。

此外，质量也是关键，涂层应具备良好的粘附力和耐磨性，以确保刀具的持久性能。

再次，注意刀具涂层的处理和保养。

在涂层的加工和维护过程中，需要注意一些细节。

首先是加工过程中的刀具选择和切削参数控制。

刀具涂层在加工过程中会承受一定的热、力和化学腐蚀等腐蚀因素，因此需要根据加工要求选择合适的刀具和控制好切削参数，以避免过度磨损和失效。

其次是刀具的清洁和保养。

在使用后，应及时清洗刀具上的切屑和切削液，并进行适当的油脂润滑和保护，以延长涂层寿命。

此外，需要注意切削液的选择和使用。

切削液在刀具涂层的保护和冷却中起到重要作用。

切削液应具有良好的冷却和润滑性能，能够降低摩擦和热量积累，减少刀具和工件的磨损。

同时，切削液也应对刀具涂层材料无腐蚀性。

因此，在选择切削液时，需要考虑切削液的成分和性能，以适应加工的要求。

最后，注意避免使用涂层刀具在高温环境下的加工。

尽管一些刀具涂层具有良好的高温稳定性，但在极端高温下仍然可能导致涂层失效。

因此，在高温环境中的加工过程中，应选择适合的刀具材料和涂层类型，以确保加工效果和使用寿命。

总之，刀具涂层在机械加工中发挥重要作用，但在选择和使用时需要注意一些事项。

合理选择涂层类型、控制涂层厚度和质量、注意刀具处理和保养、选择适合的切削液以及避免在高温环境中使用涂层刀具，这些都是确保刀具涂层良好性能的关键。

数控加工技术学习中的刀具选择指南随着科技的不断发展，数控加工技术在工业生产中得到了广泛应用。

而在数控加工过程中，刀具的选择是至关重要的一环。

本文将为大家介绍数控加工技术学习中的刀具选择指南，帮助大家更好地理解和掌握这一技术。

一、刀具材料选择刀具材料的选择直接影响着加工效果和刀具寿命。

常见的刀具材料有高速钢、硬质合金和陶瓷等。

在选择刀具材料时，需要考虑加工材料的硬度、韧性和热导率等因素。

1. 高速钢刀具：适用于加工低硬度材料，具有较好的韧性和耐磨性，价格相对较低。

但对于高硬度材料的加工，高速钢刀具的寿命较短。

2. 硬质合金刀具：适用于加工高硬度材料，具有较高的硬度和耐磨性。

但硬质合金刀具的韧性较差，容易断裂，价格也相对较高。

3. 陶瓷刀具：适用于加工高硬度和高温材料，具有优异的耐磨性和高温稳定性。

但陶瓷刀具易碎，加工过程需要注意避免冲击和振动。

二、刀具几何形状选择刀具的几何形状对加工效果和刀具寿命有着重要影响。

常见的刀具几何形状包括平头刀、球头刀和锥度刀等。

1. 平头刀：适用于平面加工和开槽等操作，具有较大的切削面积，能够提高加工效率。

但平头刀容易产生振动和噪音，需要注意加工过程中的稳定性。

2. 球头刀：适用于曲面加工和倒角等操作，能够实现复杂曲线的加工。

球头刀具有较小的切削力和较好的表面质量，但加工效率相对较低。

3. 锥度刀：适用于孔加工和倒角等操作，能够实现不同直径的孔加工。

锥度刀具有较好的切削刚度和切削稳定性，但需要注意加工过程中的刀具中心偏移问题。

三、刀具涂层选择刀具涂层能够有效提高刀具的耐磨性和耐高温性，延长刀具的使用寿命。

常见的刀具涂层包括涂层碳化物、涂层氮化物和涂层氧化物等。

1. 涂层碳化物：具有较高的硬度和耐磨性，能够有效减少切削力和热膨胀。

涂层碳化物适用于加工高硬度材料和高温材料。

2. 涂层氮化物：具有较好的耐磨性和耐高温性，能够提高刀具的切削速度和切削深度。

涂层氮化物适用于高速切削和重切削操作。

涂层刀具及其合理使用(二)纳米结构日本日立工具公司推出的GM20、GM25多层厚膜涂层刀片，它是在比普通CVD涂层稍低温度条件下(约800℃~900℃)进行的，以形成耐磨性很高的柱状结晶，为了提高刀片的抗粘附性，再在刀具表面上涂覆一层Al2O3膜。

据称，这种镀膜的厚度大，韧性高，与基体结合紧密，抗崩刃性好，尤其适于断续切削的工作，刀具寿命可比一般涂层刀片高1.5~2倍以上。

美国Kennametal Hertel公司在KC9315型刀片上涂有16µm厚的厚涂层，这种刀片特别适于加工高强度铸铁(如球墨铸铁和蠕墨铸铁)，切削速度可达400m/min，并可在干切削和断续切削条件下使用。

该刀片涂层总共有三层：氧化铝(Al2O3)、碳氮化钛(TiCN)和氮化钛(TiN)。

目前，金刚石薄膜涂层刀具的应用已进入实用阶段。

它是在硬质合金基体(常用K类合金)上采用CVD法沉积一层由多晶组成的膜状金刚石而成，常称CVD金刚石刀具(简称CD刀具)。

因基体易于制成复杂形状，故适用于几何形状复杂的刀具。

美国和日本都相继推出了金刚石涂层的丝锥、钻头、立铣刀和带断屑槽可转位刀片(如Sandvik公司的CD1810和美国Kennametal公司的KCD25)等产品，用于有色金属和非金属材料的高速精密加工，刀具寿命比未涂层的硬质合金刀具提高近十倍、甚至几十倍。

而另一种适于加工钢铁材料的CBN 涂层亦已开发成功，并正在走向工业试用阶段。

前几年，武汉大学研制出一种C3N4薄膜，膜的硬度接近超硬材料，用其涂覆在高速钢钻头上，可使钻头寿命大大提高。

此外，美国一家涂层公司使用热阴极蒸发技术把碳蒸发沉积到高速钢刀具表面上，获得结合得很好的类金刚石碳涂层(DLC)。

类金刚石是非晶体，但它有很多金刚石相似的性能，如高的抗压强度与硬度、低的摩擦因数和好的耐蚀性等，类金刚石刀具的问世，为涂层刀具的应用展现了一个新的前景。

除上述各种硬质涂层材料外，还开发了MoS2基的软涂层材料及WC/C“中硬”型滑性涂层材料。

刀具涂层技术一、概述刀具涂层技术是一种将刀具表面涂上一层特殊材料的技术，目的是提高切削性能、延长使用寿命和降低生产成本。

随着制造业的发展，刀具涂层技术已经成为了现代制造业中不可或缺的重要技术之一。

二、刀具涂层的分类根据不同的涂层材料和工艺，刀具涂层可以分为以下几类：1.物理气相沉积（PVD）：是利用真空蒸发、离子镀等方法，在刀具表面形成一层硬质化合物薄膜。

常用的PVD涂层有TiN、TiCN、AlTiN等。

2.化学气相沉积（CVD）：是利用化学反应在高温下将气态物质沉积在刀具表面形成一层质量优良的陶瓷薄膜。

常用的CVD涂层有TiC、TiCN、Al2O3等。

3.离子注入（IBAD）：是将金属离子注入到刀具表面形成一定深度的硬化区域，增强其耐磨性和抗热性能。

三、刀具涂层的优势1.提高切削速度：由于涂层具有高硬度、低摩擦系数和良好的耐热性能，使得刀具可以承受更高的切削速度，从而提高生产效率。

2.延长使用寿命：涂层可以有效地保护刀具表面不被磨损和氧化，延长其使用寿命。

3.降低生产成本：由于涂层可以延长刀具的使用寿命，减少了更换刀具的次数，降低了生产成本。

4.提高加工质量：由于涂层可以减少表面粗糙度和毛刺，提高加工质量。

四、选择合适的涂层在选择合适的涂层时，需要考虑以下几个因素：1.加工材料：不同材料需要不同类型的涂层。

例如，钢材需要TiN或TiCN等PVD涂层；铸铁需要Al2O3等CVD涂层。

2.加工条件：不同加工条件需要不同类型的涂层。

例如，高速加工需要AlTiN等PVD涂层；重负荷加工需要TiC等CVD涂层。

3.加工要求：不同的加工要求需要不同类型的涂层。

例如，高精度加工需要Al2O3等CVD涂层；高温加工需要ZrN等PVD涂层。

五、刀具涂层的应用刀具涂层技术已经广泛应用于各种行业，如机械制造、汽车制造、航空航天、医疗器械等。

其中，高速钢刀具、硬质合金刀具和陶瓷刀具是最常见的应用对象。

六、总结刀具涂层技术作为现代制造业中不可或缺的重要技术之一，已经成为了提高生产效率、降低生产成本和提高产品质量的重要手段。

涂层刀具的涂层材料、涂层方法及进展方向在切削加工中，刀具性能对切削加工的效率、精度、表面质量有着决议性的影响。

刀具性能的两个关键指标硬度和强度（韧性）之间好像总是存在着冲突，硬度高的材料往往强度和韧性低，而要提高韧性往往是以硬度的下降为代价的。

在较软的刀具基体上涂覆一层或多层硬度高、耐磨性好的金属或非金属化合物薄膜（如TiC、TiN、Al2O3,等）构成的涂层刀具，较好的解决了刀具存在的强度和韧性之间的冲突，是切削刀具进展的一次革命。

涂层刀具是近20年来进展最快的新型刀具。

目前工业发达国家涂层刀具已占80%以上，CNC机床上所用的切削刀具90%以上是涂层刀具。

1涂层刀具、涂层材料及涂层方法涂层刀具的特点涂层刀具结合了基体高强度、高韧性和涂层高硬度、高耐磨性的优点，提高了刀具的耐磨性而不降低其韧性。

涂层刀具通用性广，加工范围显著扩大，使用涂层刀具可以获得明显的经济效益。

一种涂层刀具可以代替数种非涂层刀具使用，因而可以大大削减刀具的品种和库存量，简化刀具管理，降低刀具和设备成本。

但是刀具在现有的涂层工艺进行涂层后，因基体材料和涂层材料性质差别较大，涂层残留内应力大，涂层和基体之间的界面结合强度低，涂层易剥落，而且涂层过程中还造成基体强度下降、涂层刀片重磨性差、涂层设备多而杂、昂贵、工艺要求高、涂层时间长、刀具成本上升等缺点。

常用的涂层材料及性质常用的涂层材料常用的涂层材料有碳化物、氮化物、碳氮化物、氧化物、硼化物、硅化物、金刚石及复合涂层八大类数十个品种。

依据化学键的特征，可将这些涂层材料分成金属键型、共价键型和离子键型。

涂层材料的性质金属键型涂层材料（如TiB2、TiC、TiN、VC、WC等）熔点高、脆性低、界面结合强度高、交互作用趋势强、多层匹配性好，具有良好的综合性能，是最一般的涂层材料。

共价键型涂层材料（如B4C、SiC、BN、金刚石等）硬度高、热胀系数低、与基体界面结合强度差、稳定性和多层匹配性差。

刀具涂层的分类与运用1 引言作为基本财产的制作业正在产生着革命性的变更,制作技巧也已产生了质的变更.尤其是近几年高速切削加工技巧的运用,在大幅度进步临盆效力的同时也极大地进步了产品的质量,可以以为高速切削加工技巧已成为切削制作业的主流.高速切削加工技巧的成长与运用同时带动了相干技巧的敏捷成长.高速切削顾名思义,是高的速度.大的进给量.机床的快速移动.快速换刀等,最终表现为临盆效力的大幅度进步.但是应当指出的是高速切削只是一个相对的概念,跟着加工方法.工件材料以及刀具选择的变更,高速切削加工的速度消失很大变动规模.一般以为高速加工的切削速度为通例切削速度的5～10倍,如加工碳素钢切削速度为500～2000m/min;铸铁为600～3000m/min;铝合金为1000～7000m/min;铜为900～5000m/min.高速切削刀具技巧是实现高速加工的症结技巧之一,而刀具材料的高温机能是影响高速切削刀具技巧成长的重中之重.因为在高速切削加工中所产生的切削热对刀具的磨损比通例切削高得多,是以对刀具材料有更高的请求：高硬度.高强度和耐磨性;高的韧性和抗冲击才能;高的红硬性和化学稳固性;抗热冲击才能.刀具概况涂层技巧是应市场需求而成长起来的一种概况改性技巧,自上世纪60年月消失以来,该项技巧在金属切削刀具制作业内得到了极为普遍的运用.尤其是高速切削加工技巧消失之后,涂层技巧更是得到了缓慢的成长与运用,并成为高速切削刀具制作的症结技巧之一.该项技巧经由过程化学或物理的办法在刀具概况形成某种薄膜,使切削刀具获得优秀的分解切削机能,从而知足高速切削加工的请求.归纳起来切削刀具概况涂层技巧具有以下特色：1.采取涂层技巧可在不降低刀具强度的前提下,大幅度地进步刀具概况硬度,今朝所能达到的硬度已接近100GPa;2.跟着涂层技巧的飞速成长,薄膜的化学稳固性及高温抗氧化性加倍凸起,从而使高速切削加工成为可能;3.润滑薄膜具有优越的固相润滑机能,可有用地改良加工质量,也合适于干式切削加工;4.涂层技巧作为刀具制作的最终工序,对刀具精度几乎没有影响,并可进行反复涂层工艺.涂层切削刀具所带来的益处：可大幅度进步切削刀具寿命;有用地进步切削加工效力;显著进步被加工工件的概况质量;有用地削减刀具材料的消费,降低加工成本;削减冷却液的运用,降低成本,利于情形呵护.2 刀具涂层的分类众所周知,传统刀具涂层技巧重要可分为两大类,但因为市场需求的变更及涂层技巧本身的特点,物理涂层技巧的成长受到了更大的存眷.PVD技巧在得到飞跃性成长的同时,其运用市场也得到了普遍的拓展.与最初成长比拟,不但涂层成分种类繁多,近几年来在涂层构造上更是有了冲破性的成长,并已为市场合接收.跟着PVD技巧在市场中愈来愈普遍的运用,熟悉懂得各类涂层的特点及实用范畴愈加显得重要.是以本文拟对当前PVD涂层进行分类,并剖析各类薄膜所实用范畴,目标是让运用者对各类涂层有一个较体系的懂得,加倍合理地运用涂层刀具.从PVD技巧的成长和运用角度,笔者以为PVD涂层可按2种办法进行分类.1.按涂层成分分类按涂层成分对涂层进行分类简练.清楚明了,基于对材料机能的熟悉,运用者轻易懂得涂层的功效,易为市场合接收,是以今朝各涂层企业更多的是以不合的涂层成分向用户介绍.推举其技巧及产品.按成分对涂层区分平日可分为两大类,即硬涂层和软涂层.硬涂层以TiN.TiCN.TiAlN等为代表,包含了单层薄膜和复合薄膜,跟着市场需求的变更及涂层技巧的成长,新的涂层成分不竭被开辟出来,到今朝为止所运用的硬涂层成分已有几十种之多;软涂层顾名思义薄膜的硬度相对较低,平日为1000HV阁下.软涂层今朝种类其实不久不多,以MoS2.碳基薄膜为主,在切削加工范畴内,其目标是经由过程在硬涂层概况笼罩一层这种薄膜,试图增长涂层概况的润滑性,改良被加工工件概况质量,以知足某些运用范畴的须要.2.按涂层构造分类尽管按成分进行涂层分类具有优越的市场基本,但从PVD技巧的成长来看,涂层的内部构造的变更已越来越多地影响着涂层刀具的运用后果.雷同的涂层成分.不合的构造情势,可以导致涂层刀具运用后果的截然不合.是以熟悉懂得今朝PVD涂层薄膜的构造情势,对于该项技巧的现实运用有着十分重要的意义.就今朝PVD技巧的成长状况,涂层薄膜构造大体可分类如下：a.单一层涂层涂层由某一种化合物或固溶体薄膜构成,理论上讲在薄膜的纵向发展偏向上涂层成分是恒定的,这种构造的涂层可称之为通俗涂层.假如接洽到PVD的成长过程,现实上在曩昔相当长的时代内一向采取这种技巧,个中包含众所周知TiN.TiCN.TiAlN 等.跟着运用市场请求的不竭进步,人们也愈加熟悉到这种涂层的局限性,无论是显微硬度.高温机能.薄膜韧性等都难于大幅度进步,但这种涂层在市场中仍占领必定比例.b.复合涂层图1 CrN+CBC复合薄膜图2 TiAlCN梯度薄膜图3 多层薄膜图4 AlN+TiN+CrN纳米薄膜图5(nc-Ti1-xAlxN)(/-Si3N4)纳米复合相构造薄膜c.由多种不合功效(特点)薄膜构成的构造可以称之为复合涂层构造膜,其典范涂层为今朝的硬涂层+ 软涂层,每层薄膜各具不合的特点,从而使涂层更具优越的分解机能.图1所示为CrN+CBC复合涂层,个中CBC为碳基薄膜.d.梯度涂层涂层成分沿薄膜纵向发展偏向慢慢产生变更,这种变更可所以化合物各元素比例的变更,如TiAl-CN中Ti.Al含量的变更,也可以由一种化合物逐渐过渡到另一种化合物,如由CrN 逐渐过渡到CBC.可以预感这种构造能有用降低因成分突变而造成的内部微不雅应力的增长.图2所示为TiAlCN梯度薄膜.e.多层涂层多层涂层由多种机能各别的薄膜叠加而成,每层膜化学组分根本恒定.今朝在现实运用中多由2种不合薄膜构成,因为所采取的工艺消失差别,不合企业的多层涂层刀具,其各膜层的尺寸也不近雷同,平日由十几层薄膜构成,每层薄膜尺寸大于几十纳米,最具代表性的有AlN+TiN.TiAlN+TiN涂层等.与单层涂层比拟,多层涂层可有用地改良涂层组织状况,克制粗大晶粒组织的发展,多层薄膜如图3 所示.f.纳米多层涂层这种构造的涂层与多层涂层相似,只是各层薄膜的尺寸为纳米数目级,又可称为超显微构造.理论研讨证其实纳米调制周期内(几纳米至几十纳米),与传统的单层膜或通俗多层膜比拟,此类薄膜具有超硬度.超模量效应,其显微硬度超出40GPa是可以预期的,并且在相当高的温度下,薄膜仍可保存异常高的硬度.是以这类膜具有优越的市场运用远景,其典范代表为AlN+TiN.AlN+TiN+CrN涂层等.如图4所示,为AlN+TiN+CrN纳米膜系,其调制周期约为7nm.g.纳米复合构造涂层纳米复合构造涂层.以(nc-Ti1-xAlxN)(/-Si3N4)纳米复合相构造薄膜为例,在强等离子体感化下,纳米TiAlN 晶体被镶嵌在非晶态的Si3N4体内(见图5),当TiAlN晶体尺寸小于10nm 时,位错增殖源难于启动,而非晶态相又可阻拦晶体位错的迁徙,即使在较高的应力下,位错也不克不及穿越非晶态晶界.这种构造薄膜的硬度可以达到50GPa 以上,并可保持相当优良的韧性,且当温度达到900℃～1100℃时,其显微硬度仍可保持在30GPa 以上;此外这种薄膜同时可获得优良的概况质量,是以工业运用远景辽阔.3 涂层的运用跟着PVD技巧的敏捷成长,在现实运用中涂层的合理选择愈加显得重要.今朝涂层薄膜不但要解决硬度问题,其韧性.抗氧化性.概况光滑度及润滑性等都须要根据不合的切削前提进行分解斟酌.从现实的切削加工状况来看,仅凭涂层成分进行选择,在现实运用中已难以获取最佳经济效益.本文根据上述两种涂层分类,浅析现实切削加工中PVD涂层薄膜的选用.1.车削加工车削加工的特色是持续.稳固.切削力及切削温度变更小,相对而言切削温度较高,是以在选择涂层类别时,涂层的硬度和高温抗氧化性是重点斟酌身分.a.加工钢材时可选用纳米复合构造薄膜(nc-Ti1-xAlxN)(/-Si3N4)及AlTiN薄膜,这两种薄膜都具有极高的概况硬度,且红硬性优越,运用温度可达到1100℃.b.铸铁加工平日也可选择上述2种薄膜.c.铝及铝合金加工的特色是熔点低,在切削加工中极易形成积屑瘤,且氧化了的切屑可形成Al2O3,导致摩擦感化的加强.当硅含量在4%～13%之间时,硅在铝内形成固溶体＋共晶体组织,这种脆性.针状的片状硅的搀杂,在切削进程中,具有磨料感化,导致刀具早期掉效;而当Si含量进一步进步时粗大的组织使切削机能进一步降低.假如采取干式切削,可加剧这种磨损的成长,加工这类有色金属金刚石涂层刀具是最佳的选择计划之一,但斟酌到可行性及经济性,对于PVD而言,涂层应具有高的硬度及优良的润滑性.当Si 含量小于12%时,可选择多层TiCN+MoS2复合薄膜及TiAlCN+CBC梯度薄膜;而当Si含量大于12%时,则可选用纳米复合构造薄膜(nc-Ti1-xAlxN)(/-Si3N4)或单层的TiCN 薄膜.d.高强度合金的加对象有变形大.加工硬化大.切削温度高的特色,此外因为该类合金中含有大量的碳化物.氮化物等,其显微硬度可达2000 ～3000HV.在选择用于此类涂层时,其显微硬度.高温机能.润滑性是应侧重斟酌的身分.平日可选用纳米复合构造薄膜(nc-Ti1-xAlxN)(/-Si3N4)或TiAl-CN+CBC 复合薄膜.e.对于铜及其合金而言,涂层极具针对性,而与加工方法接洽关系性较低.紫铜塑性.韧性大,易粘屑,是以须要有用地解决排屑问题,一般选用CrN膜;而对于铜合金(黄铜.青铜),因为材料强度的进步,平日采取单层TiCN 或多层TiCN 薄膜.f.塑胶材料的加工特点是导热性差.磨料性.回弹性等,且大多采取干式切削加工方法,是以薄膜的显微硬度及热绝缘性是重点斟酌的身分,除了CVD的金刚石薄膜外,也可选用多层TiCN薄膜.2.钻削加工钻削加工也属于持续加工切削方法,其涂层种类的选择根本与车削加工相似.但所需留意的是通孔加工消失载荷的突变,是以所选择薄膜应具有优越的韧性.如在通俗钢材的加工中,可选用多层膜;若在一般的切削前提下,单层的TiN薄膜也会获得优越的运用后果.3.铣削加工在高速加工范畴,铣削加工占领极其重要的地位,而PVD技巧的成长也从整体铣刀的涂层扩大到可转位刀片规模,并且已取得了冲破性的进展.铣削加工是一种断续加工方法,尤其在高速加工前提下,刀具受载状况极其庞杂,刀具因不竭受到大小.地位不合的机械冲击和热冲击载荷感化,可激发薄膜的决裂.脱落等现象的产生,从而导致刀具的早期掉效.a.加工通俗钢材时可选用TiCN.纳米复合构造薄膜(nc-Ti1-xAlxN)(/-Si3N4).AlCrN薄膜,这三种薄膜都具有较好的韧性.b.与通俗钢材比拟,铸铁的铣削加工平日导致刀具磨料磨损,涂层刀具的概况硬度更为重要,是以可选择纳米复合构造薄膜(nc-Ti1-xAlxN)(/-Si3N4).AlTiN.AlCrN薄膜.c.对于铝及铝合金的加工,当Si 含量小于12%时,可选择多层TiCN+MoS2复合薄膜及TiAlCN+CBC梯度薄膜;而当Si含量大于12% 时,则可选用纳米复合构造薄膜(nc-Ti1-xAlxN)(/-Si3N4)及多层TiCN 薄膜.d.高强度合金的铣削加工平日可选用多层TiCN+MoS2.梯度TiAlCN+CBC.AlCrN 薄膜.4.螺纹加工螺纹加工也一种持续切削方法,相对于通俗车削加工,这种加工属于成型加工模式,切削速度相对较低,不轻易断屑,且对刀具的几何尺寸有严厉请求,刀具刃口渺小的缺点也可导致工件的报废.是以薄膜的致密性.韧性以及概况的润滑性是重要斟酌的身分.a.加工通俗钢和高强度合金时可选用TiCN+MoS2复合薄膜.TiAlCN+CBC梯度薄膜及TiAlN纳米多层薄膜,这三种薄膜都具有优越的韧性及优良的润滑性.b.与通俗钢材比拟,铸铁的螺纹加工平日以磨料磨损为主,薄膜的致密性.韧性.硬度一致重要,是以常可选择TiAlCN 及TiCN 多层薄膜.c.对于铝及铝合金的加工,当Si含量小于12%时,可选择CrN+CBC及TiCN多层薄膜;而当Si含量大于12%时,则可选择TiAlCN+CBC 及TiCN多层薄膜.4 结语近年来刀具概况涂层技巧成长的特色是敏捷及多元化.由图6可以看图6 2003年TiN.TiCN.TiAlN涂层运用情形出,经由几年的过程,TiN涂层一统世界的情形已不复消失,尤其在硬质合金刀具运用范畴,TiAlN涂层的比例已超出TiN,而其它种类涂层也有增长趋向.显然薄膜技巧的成长不竭地为切削加工供给更有用.更经济的手腕,跟着该项技巧的飞速成长,各类超显微构造.超硬度.特别功效薄膜的消失势必促进切削加工计划的进一步优化.对于运用者而言,充分懂得各类涂层及其所实用的运用规模愈加显得重要.因为篇幅所限,本文仅针对各类涂层所合适的加工方法及材料进行了阐述,而现实运用中特别材料(如硬度达到50HRC以上).切削速度.冷却方法等前提的不合,对涂层刀具的选用也都邑产生重要的影响。

探讨木材加工机械中的刀具材料与涂层选择木材加工机械在木材的加工过程中起着重要的作用。

而刀具作为木材加工机械的核心部件，其材料选择及涂层技术的应用直接决定了加工效果和工具寿命。

本文将探讨木材加工机械中刀具材料与涂层选择的相关问题，包括常见的刀具材料、不同刀具材料的特点与应用场景，以及涂层技术在刀具中的作用等。

首先，我们来介绍一些常见的刀具材料。

目前，常见的刀具材料主要有碳化钨、高速钢、硬质合金和陶瓷等。

碳化钨是一种常用的刀具材料，具有高硬度、高耐磨性和耐高温的特点，适用于加工硬质木材。

高速钢具有良好的韧性和切削性能，适用于一般木材的加工。

硬质合金结合了碳化钨和高速钢的优势，具有良好的硬度、耐磨性和韧性，适用于加工较为复杂的木材。

陶瓷刀具具有极高的硬度和耐磨性，适用于特殊材料的加工，但价格较高。

不同的刀具材料具有不同的特点和应用场景，根据加工的木材种类和需求，选择适合的刀具材料能够提高加工效率和加工质量。

对于硬质木材的加工，碳化钨和硬质合金是比较常用的选择，它们的高硬度和耐磨性能可以有效延长刀具的使用寿命。

而对于一般木材的加工，高速钢可以满足需求，它具有较好的切削性能和韧性，适合进行快速的切削加工。

另外，对于一些特殊材质的木材，如纤维板等，陶瓷刀具由于其超高硬度和耐磨性，能够更好地应对刀具磨损和使用寿命的问题。

此外，在选择刀具材料的基础上，涂层技术的应用也对刀具的寿命和性能提升起着重要的作用。

涂层以其高硬度、低摩擦系数和耐磨性等特点，能够有效降低刀具与木材之间的摩擦和磨损。

常见的涂层技术包括热喷涂、化学气相沉积和物理气相沉积等。

热喷涂是一种较为常见的涂层技术，通过高温将涂层材料喷涂在刀具表面，形成保护层。

化学气相沉积和物理气相沉积技术则是通过气相反应将涂层材料沉积在刀具表面，具有较高的沉积质量和均匀度。

涂层技术的应用可以有效提高刀具的硬度、耐磨性和切削性能，延长刀具的使用寿命。

不同的涂层材料和涂层工艺适用于不同的加工场景。

刀具常用的涂层
1. 氮化钛涂层(TiN)
TiN是一种通用型PVD涂层，可以提高刀具硬度并具有较高的氧化温度。

该涂层用于高速钢切削刀具或成形工具可获得很不错的加工效果。

2. 氮化铬涂层(CrN)
CrN涂层良好的抗粘结性使其在容易产生积屑瘤的加工中成为＊＊涂层。

涂覆了这种几乎无形的涂层后，高速钢刀具或硬质合金刀具和成形工具的加工性能将会大大改善。

3. 石涂层(Diamond)
CVD石涂层可为非铁金属材料加工刀具提供＊佳性能，是加工石墨、金属基复合材料(MMC)、高硅铝合金及许多其它高磨蚀材料的理想涂层。

4. 涂层设备
适用于硬铣、攻丝和钻削加工的涂层各不相同，分别有其特定的使用场合。

此外，还可以采用多层涂层，此类涂层在表层与刀具基体之间还嵌入了其它涂层，可以进一步提高刀具寿命。

5. 氮碳化钛涂层(TiCN)
TiCN涂层中添加的碳元素可提高刀具硬度并获得更好的表面润滑性，是高速钢刀具的理想涂层。

6. 氮铝钛或氮钛铝涂层(TiAlN/AlTiN)
TiAlN/AlTiN涂层中形成的氧化铝层可以有效提高刀具的高温加工寿命。

主要用于干式或半干式切削加工的硬质合金刀具可选用
该涂层。

根据涂层中所含铝和钛的比例不同，AlTiN涂层可提供比TiAlN 涂层更高的表面硬度，因此它是高速加工领域又一个可行的涂层选择。

CNC机床加工中的刀具材料与涂层选择CNC机床是现代制造业中常见的重要设备，其高精度、高效率的加工效果受到了广泛的认可。

在CNC机床的加工过程中，刀具的材料和涂层选择是至关重要的因素，对于保证加工质量和提高生产效率起着至关重要的作用。

本文将论述CNC机床加工中刀具材料与涂层选择的相关问题。

一、刀具材料选择刀具材料是决定刀具硬度、韧性和耐磨性的重要因素。

常见的刀具材料包括高速钢、硬质合金、陶瓷、CBN和PCD等。

1. 高速钢高速钢是一种经济实用的刀具材料，具有良好的韧性和切削性能。

它适用于一般中低速切削，并且价格相对较低，广泛应用于一些传统的CNC机床加工中。

2. 硬质合金硬质合金，又称硬质合金立式铣刀杆，其硬度高、耐磨性好，在高速切削条件下表现出色。

因此，硬质合金刀具特别适用于高速切削和加工难加工材料，如不锈钢、钛合金等。

3. 陶瓷陶瓷刀具因其良好的耐磨性和高温稳定性而备受青睐。

它在高速切削和高温环境下表现出色，能够有效延长刀具使用寿命。

然而，由于陶瓷刀具脆性较大，容易受到冲击而破裂，因此在实际应用中需要注意避免猛烈冲击和负载。

4. CBN和PCDCBN和PCD是新一代超硬刀具材料，其硬度远远超过传统材料，具有优异的耐磨性和热稳定性。

它们特别适用于加工硬度高的材料，如高速切削钢、铸铁、铝合金等。

二、刀具涂层选择刀具涂层是提高刀具耐磨性和延长使用寿命的重要手段。

常见的刀具涂层包括涂层炭化物、氮化物、碳化钨等。

1. 涂层炭化物涂层炭化物是一种常见的刀具涂层，具有良好的耐磨性和低摩擦系数。

它能够有效降低摩擦热和切削力，提高切削速度和切削效率。

2. 氮化物氮化物涂层具有较高的硬度和良好的切削性能，能够显著降低金属材料与刀具的摩擦系数，提高切削速度和耐磨性。

3. 碳化钨碳化钨涂层是一种常见的高温涂层，能够在高温条件下保持刀具的硬度和强度。

它适用于高温切削和高负荷切削条件下，能够显著提高刀具的耐磨性和使用寿命。

数控刀具选择与使用方法详解随着科技的不断发展，数控刀具在工业生产中的应用越来越广泛。

数控刀具的选择和使用方法对于工件加工的质量和效率起着至关重要的作用。

本文将详细介绍数控刀具的选择和使用方法，帮助读者更好地理解和应用数控刀具。

一、数控刀具的选择1.刀具材料的选择刀具材料的选择是数控刀具选择的首要考虑因素。

常见的刀具材料有硬质合金、高速钢和陶瓷等。

硬质合金具有良好的硬度和耐磨性，适用于高速切削和重切削；高速钢具有较高的韧性和耐热性，适用于中低速切削和小批量生产；陶瓷刀具具有优异的耐磨性和高温稳定性，适用于高速切削和干切削。

2.刀具形状的选择刀具形状的选择要根据工件的形状和加工要求来确定。

常见的刀具形状有平面铣刀、立铣刀、球头铣刀、T型刀具等。

平面铣刀适用于平面加工和开槽；立铣刀适用于立面加工和开槽；球头铣刀适用于曲面加工和倒角；T型刀具适用于槽加工和切割。

3.刀具涂层的选择刀具涂层对刀具的耐磨性和切削性能有着重要影响。

常见的刀具涂层有TiN涂层、TiAlN涂层和TiCN涂层等。

TiN涂层具有良好的耐磨性和低摩擦系数，适用于铸铁和不锈钢等材料的加工；TiAlN涂层具有较高的硬度和耐热性，适用于高温合金和钛合金等材料的加工；TiCN涂层具有良好的切削性能和耐磨性，适用于铝合金和铜合金等材料的加工。

二、数控刀具的使用方法1.刀具安装刀具安装是数控刀具使用的关键步骤。

在安装前，应检查刀具的磨损程度和刀具夹持部位的磨损情况。

安装时，应确保刀具与主轴的配合精度，并使用扭矩扳手进行正确的夹持力。

安装完成后，应进行试切，以确保刀具的稳定性和切削效果。

2.刀具切削参数的选择刀具切削参数的选择要根据工件材料、刀具材料和切削类型等因素来确定。

常见的切削参数有进给速度、切削深度和切削速度等。

进给速度的选择要根据切削类型和刀具直径来确定；切削深度的选择要根据工件材料和刀具强度来确定；切削速度的选择要根据刀具材料和工件材料的硬度来确定。

涂层刀具的优点及涂层技术的发展000000000涂层刀具的优越性在韧性较好的刀具(刀片)基体上进行表面涂层，涂覆具有高硬度、高耐磨性、耐高温材料的薄层(如TiN、TiC等)，使刀具(刀片)具有全面、良好的综合性能。

未涂层高速钢的硬度仅为62~68HRC(760~960HV)，硬质合金的硬度仅为89~93.5HRA(1300~1850HV);而涂层后的表面硬度可达2000~3000HV以上。

①由于表面涂层材料具有很高的硬度和耐磨性，且耐高温。

故与未涂层的刀具(刀片)相比，涂层刀具允许采用较高的切削速度，从而提高了切削加工效率;或能在相同的切削速度下，提高刀具寿命。

②由于涂层材料与被加工材料之间的摩擦系数较小，故涂层刀具(刀片)的切削力小于未涂层刀具(刀片)。

③用涂层刀具(刀片)加工，零件的已加工表面质量较好。

④由于涂层刀具(刀片)的综合性能良好，故涂层硬质合金刀片有较好的通用性，一种涂层硬质合金牌号的刀片具有较宽的使用范围。

技术的发展和进步笔者多次参观了国际机床工具展览会，收集到很多资料，并听取了各大工具公司的技术报告，从而了解到刀具产品表面涂层技术的发展和进步。

CVD涂层技术的进展过去，硬质合金刀具表面涂层采用高温化学气相沉积(HTCVD)工艺。

在常压或负压的沉积系统中，将纯净的H2、CH4、N2、TiCl4、AlCl3、CO2等气体根据沉积物的成分，按一定配比均匀混和，依次涂到具备一定温度(一般为1000~1050℃)的硬质合金刀片表面，即在刀片表面沉积TiC、TiN、TiCN、Al2O3或者它们的复合涂层。

直到现在，HTCVD仍是使用最多的工艺方法，除HTCVD外，还有等离子体化学气相沉积(PCVD)工艺，它是在硬质合金刀具(刀片)表面涂层的另一种方法，因这种涂层工艺温度较低(700~800℃)，故刀片的抗弯强度降低。

因为TiC与基体材料的线膨胀系数最接近，通常用TiC薄层先涂在基体表面上，外面再涂TiN、Al2O3，如TiC/TiN、TiC/Al2O3、TiC/TiCN/TiN 等。

CNC机床加工中的刀具涂层选择与应用CNC机床加工中，刀具涂层的选择和应用是提高加工效率和刀具使用寿命的关键。

刀具涂层可以降低切削力和摩擦系数，提高刀具的硬度、耐磨性和高温稳定性。

本文将就刀具涂层的选择和应用进行探讨。

1. 介绍刀具涂层技术的背景和作用刀具涂层是一种先进的表面处理技术，通过在刀具表面涂覆一层特殊的材料，可以改变刀具的表面性能，提高切削性能和使用寿命。

刀具涂层主要的作用包括降低刀具与工件之间的摩擦系数，提高刀具的硬度和亲润性，减少切削热和粘着磨损，延长刀具的使用寿命。

2. 选择刀具涂层的考虑因素选择合适的刀具涂层应考虑以下因素：- 加工材料：不同的加工材料对切削刀具的要求不同，应选择适合加工材料的刀具涂层。

例如，对于高硬度材料，可以选择提高刀具硬度的涂层。

- 加工类型：不同的加工类型对切削刀具的要求也不同，需要根据具体的加工类型选择合适的刀具涂层。

例如，对于高速切削，可以选择具有高热稳定性和低摩擦系数的涂层。

- 加工条件：加工条件包括切削速度、进给速度和切削深度等参数，不同的加工条件对刀具涂层的要求也不同。

应根据具体的加工条件选择适合的刀具涂层。

- 成本考虑：刀具涂层的价格相对较高，需要根据加工成本和刀具寿命来考虑选择合适的刀具涂层。

不同的刀具涂层价格和使用寿命也不同，需要综合考虑成本因素。

3. 常见的刀具涂层类型刀具涂层根据材料和工艺不同，可以分为多种类型，常见的刀具涂层包括：- TiN涂层：TiN涂层是最常见的刀具涂层之一，具有较高的硬度和耐磨性。

适用于加工低硬度材料和一般切削条件。

- TiCN涂层：TiCN涂层是TiN涂层的改进型，具有更高的硬度和耐磨性。

适用于高速切削和加工高硬度材料。

- TiAlN涂层：TiAlN涂层是一种先进的刀具涂层，具有优异的热稳定性和抗氧化性能。

适用于高速切削、干切削和高温切削。

- DLC涂层：DLC涂层是一种钻石样类非晶碳膜涂层，具有低摩擦系数和优异的润滑性能。

数控木工铣床的刀具涂层选择和切削参数优化数控木工铣床是一种常见的木工加工设备，广泛应用于家具制造、建筑装饰、门窗制造等行业。

在使用数控木工铣床进行加工过程中，刀具涂层选择和切削参数优化是影响加工质量和效率的重要因素之一。

一、刀具涂层选择刀具涂层对于数控木工铣床的加工效果和刀具寿命有着重要的影响。

合理选择刀具涂层可以提高切削性能、降低摩擦系数、减少切削热，从而提高加工效率和延长刀具使用寿命。

1.蒸发硬质合金涂层（TiN）蒸发硬质合金涂层是一种常用的涂层，具有良好的耐磨性和热稳定性。

它可以有效降低木材与刀具之间的摩擦系数，减小刀具磨损，提高切削性能和表面质量。

2.金刚石涂层（DLC）金刚石涂层具有较高的硬度和耐磨性，可有效减少切削热和降低摩擦系数，提高刀具寿命和加工质量。

然而，由于金刚石涂层的成本较高，适用于高端的木工加工。

3.氮化硅涂层（Si3N4）氮化硅涂层具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和高温稳定性，适用于高速切削和重切削木材的加工。

它的低摩擦系数和低热膨胀系数有助于提高加工质量和降低切削热。

二、切削参数优化切削参数优化是通过合理设置切削速度、进给速度和切削深度等参数来提高加工效率和加工质量的方法。

1.切削速度（Vc）切削速度是指刀具在单位时间内切削的长度，通常用米/分钟（m/min）表示。

对于木工加工而言，切削速度过快会导致木材表面烧焦和炭化，切削速度过慢则会影响加工效率。

因此，需要根据具体木材的硬度和刀具涂层的选择来确定合适的切削速度。

2.进给速度（Fz）进给速度是指刀具在单位时间内进给的距离，通常用毫米/转（mm/rev）表示。

过大的进给速度会导致木材剥离或表面粗糙，进给速度过小则会影响加工效率。

根据加工材料的硬度和切削深度，选择合适的进给速度可以有效提高加工效率和加工质量。

3.切削深度（Ap）切削深度是指刀具在每次切削中进入木材的深度，通常用毫米（mm）表示。

切削深度过大会导致刀具过度磨损和加工质量下降，切削深度过小则会降低加工效率。

刀具涂层及如何正确选择刀具涂层This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020TiN、TiC、TiCN和TiAlN等刀具涂层及如何选择刀具涂层TiN 氮化钛TiAlN 氮化铝钛氮铝钛涂层氮铝化钛TiCN 氮碳化钛TiAlCN 氰化铝钛Ti2N 氮化二钛CrN, 氮化铬ZrN, 氮化锆AlTiN 氮化钛铝氮钛铝涂层金刚公司推出的各种新型涂层涂层颜色硬度HV 厚度μm 摩擦系数最高使用温度℃说明ZrCN复合兰灰 2500 1-4 550 通用性强TiN单层金黄 2300 1-4 500 高性价比涂层TiAlN复合紫色 3200 1-4 800 通用性强AlTiN复合黑 3400 1-4 900 高速、高硬度加工TiAlCrN 亚黑 3500 1-4 1000 特殊加工领域TiCN渐层灰黑 3000 1-4 400 高韧性通用涂层CrN渐层银亮 2000 3-15 700 适用加工铜、钛、模具DLC 黑彩 1000~4000 400 适用于有色金属、石墨、塑胶涂层刀具是在强度和韧性较好的硬质合金或高速钢(HSS)基体表面上，利用气相沉积方法涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物(也可涂覆在陶瓷、金刚石和立方氮化硼等超硬材料刀片上)而获得的。

涂层作为一个化学屏障和热屏障，减少了刀具与工件间的扩散和化学反应，从而减少了月牙槽磨损。

涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性，切削时可比未涂层刀具提高刀具寿命3~5倍以上，提高切削速度20%~70%，提高加工精度~1级，降低刀具消耗费用20%~50%。

因此，涂层刀具已成为现代切削刀具的标志，在刀具中的使用比例已超过50%。

目前，切削加工中使用的各种刀具，包括车刀、镗刀、钻头、铰刀、拉刀、丝锥、螺纹梳刀、滚压头、铣刀、成形刀具、齿轮滚刀和插齿刀等都可采用涂层工艺来提高它们的使用性能。