硬质合金刀具涂层技术现状及展望_陈颢
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浅谈涂层刀具的应用现状和发展前景摘要:随着新材料的出现,切削速度的提高,对刀具的要求是高切削速度、高进给速度、高可靠性、长寿命、高精度和良好的切削控制性。
涂层刀具的出现,使难加工材料以及新材料切削性能有了重大突破。
本文从涂层刀具的概念入手,通过分析涂层刀具的发展历史和在金属切削加工中涂层刀具与普通刀具的性价对比来阐述涂层刀具的应用以及目前存在的问题,预测今后的发展前景。
关键词:涂层刀具切削加工应用Abstract:With the emergence of new material, the increase of cutting speed on tool requirements, high cutting speed, high feed rate, high reliability, long life, high precision and good cutting control. Coated cutting tools appear, make hard processing materials and new materials cutting performance has been a major breakthrough. In this paper, through the analysis of coating tools, with its historical development in metal cutting processing, and general tool of price comparison on coated cutting tool application and present problems, forecast the development foreground henceforthKey Words:Coated cutting tool Cuttingp rocessing Application引言对于机械行业来说,世界上目前发展的重要项目有:高速精密切削加工,少、无冷却润滑液的切削或干切削,高硬状态下切削加工。
刀具涂层技术的现状与发展PVDCVD刀具涂层技术的现状与发展摘要:刀具涂层技术是一种受刀具市场需求而产生的一种表面改性技术,该项技术能改变切削刀具的综合机械性能,大幅度提升加工效率以及刀具寿命,刀具涂层技术成为高效率、高精度、高可靠性要求的关键机械加工技术之一。
本文着重介绍了刀具涂层技术的涂层材料的制备方法及种类,并对刀具涂层技术的应用前景及发展趋势进行了展望。
从工艺、装备、技术开发、推广应用、售后服务等方面分析我国刀具涂层技术与工业发达国家的差距;文中建议我国工具行业应针对国内刀具涂层技术现状,建立统一的研究、开发、服务体系,系统地引进国际先进技术,通过消化吸收逐步达到自我开发的能力,最终实现参与国际市场竞争的目的。
关键词:刀具;涂层技术;PVD;CVD1 引言刀具涂层技术是一种受刀具市场需求而产生的一种表面改性技术,该项技术能改变切削刀具的综合机械性能,大幅度提升加工效率以及刀具寿命,因此该项技术已与材料、加工工艺并称为切削刀具制造的三大关键技术。
为了满足机械加工的高效率、高精度、高可靠性的要求,各个国家都十分注重刀具涂层技术的发展。
当前,我国刀具涂层技术正处于一个发展的十分关键的时期,特别是PVD涂层技术,使用原有的涂层技术生产的刀具已不能满足切削加工要求;发展PVD技术,能提高我国切削刀具的水平,获得巨大的经济效益,提高我国的综合国力。
2 国内外刀具涂层技术的现状及发展趋势刀具涂层技术目前分为两大类,即化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)技术。
2.1 物理气相沉积(PVD)技术的发展习惯上,把固体(液态)镀料通过高温蒸发、溅射、电子束、等离子体、激光束、电弧等能量形式产生气相原子、分子、离子(气态,等离子态)进行输运,在固态表面上沉积凝聚,生成固相薄膜的过程称为物理气相沉积(PVD)。
物理气相沉积(PVD)技术产生于上世纪七十年代末,因为它的工艺温度控制在500℃以下,,可作为最终处理工艺用于高速钢类刀具的涂层。
刀具涂层技术的现状及其发展趋势机电商情网添加时间:2007-2-6 15:57:24 添加到我的收藏1 引言众所周知,刀具表面涂层技术是应市场需求而发展起来的一项优质表面改性技术,由于该项技术可使切削刀具获得优良的综合机械性能,不仅可有效地提高刀具使用寿命,而且还能大幅度地提高机械加工效率,因此该项技术已与材料、加工工艺并称为切削刀具制造的三大关键技术。
为满足现代机械加工高效率、高精度、高可靠性的要求,世界各国都十分注重涂层技术的发展。
目前我国刀具涂层技术的发展正处在一个十分关键的时刻,尤其是PVD 涂层技术,一方面原有的技术已不能满足切削加工日益变化的要求;另一方面国内各大工具厂涂层设备已到了必须更新换代的时期,因此有计划、按步骤的发展PVD技术,不仅能促进我国切削刀具产品技术水平的提高,而且还可获得巨大的经济效益和社会效益。
2 国际刀具涂层技术的现状及发展趋势刀具涂层技术目前仍可划分为两大类,即CVD(化学气相沉积)和PVD技术(物理气相沉积)。
2.1 国际CVD技术的发展CVD技术自上世纪六十年代出现以来,在硬质合金可转位刀具上得到了极为广泛的应用。
在CVD工艺中,气相沉积所需金属源的制备相对容易,可实现TiN、TiC、TiCN、TiBN、TiB2、Al2O3等单层及多元多层复合涂层,其涂层与基体结合强度高,薄膜厚度可达7~9μm,相对而言,CVD涂层具有更好的耐磨性。
八十年代中后期,美国85%的硬质合金工具采用了涂层处理,其中CVD涂层占到了99%;九十年代中期,CVD涂层硬质合金刀片在涂层硬质合金刀具中仍占到了80%以上。
但CVD工艺也有其先天性的缺陷,一是工艺处理温度高,易造成刀具材料抗弯强度的下降;二是薄膜内部为拉应力状态,使用中易导致微裂纹的产生;三是CVD工艺所排放的废气、废液会造成工业污染,对环境影响较大,与目前所提倡的绿色工业相抵触,因此九十年代中期后高温CVD技术的发展受到了一定的制约。
刀具涂层技术在金属切削中的应用及展望刀具涂层技术是一项重要的先进制造技术,被广泛应用于金属切削加工中。
通过在刀具表面涂覆一层特殊的材料,以提高刀具的硬度、耐磨性和热稳定性,从而延长刀具寿命,提高切削效率和产品质量。
本文将探讨刀具涂层技术在金属切削中的应用及未来的展望。
刀具涂层技术在金属切削中的应用广泛且多样化。
首先,刀具涂层技术被广泛应用于高速切削加工中。
高速切削要求刀具能够快速移除金属材料,并且能够承受高温和高压力的环境。
通过在刀具表面涂覆一层高硬度和耐高温材料,如氮化钛、氮化铝等,可以有效提高刀具的抗磨性和抗热脆性,从而延长刀具使用寿命。
其次,刀具涂层技术也被广泛应用于精密加工中。
在精密加工过程中,刀具的稳定性和精度对产品的质量至关重要。
刀具涂层技术通过在刀具表面形成一层均匀且致密的薄膜,可以显著减少刀具与工件之间的摩擦和切削力,提高切削精度和表面质量。
同时,刀具涂层技术还可以降低切削过程中的热变形和振动,提高切削稳定性,保证产品尺寸精度。
刀具涂层技术在金属切削中的应用还包括复合材料加工、干切削以及刀具快速切削等领域。
复合材料加工中,刀具涂层技术可以提高刀具的耐磨性和切削性能,有效处理复杂材料的切削问题。
干切削是一种无冷却液的切削方式,刀具涂层技术可以提高刀具与工件之间的热传导,并有效降低切削温度,从而减少干切削过程中的热损伤和刀具磨损。
刀具快速切削是在高速和大进给率下进行的切削加工,刀具涂层技术可以提高刀具的强度和耐热性,适应高速切削对刀具的挑战。
未来,刀具涂层技术在金属切削中仍然具有广阔的发展前景。
首先,随着金属切削加工对刀具性能要求的不断提高,涂层技术将不断创新和改进,以满足不同加工需求。
例如,新材料的研发与应用将进一步提高刀具涂层的硬度和耐磨性,增加刀具寿命。
其次,刀具涂层技术将与智能制造和人工智能等技术相结合,实现刀具的智能化和自适应性。
通过传感器等技术,刀具能够实时监测切削过程中的温度、磨损和振动等参数,并作出相应的调整,提高切削质量和效率。
硬质合金涂层刀具的进展硬质合金刀具的硬涂层可提高刀具寿命和生产率。
化学气相沉积(CVD)技术已从早期的单涂层进展到现在的由Tic、TiN、TiCN和Al2O3复合多涂层,而且通过选择涂层的次序及涂层的总厚度来充足特种金属切削的要求,尤其是Al2O3涂层可供给包括高的抗扩散性磨损、优良的抗氧化性和高的热硬度等极好的高温性能,所以在铸铁及钢等材料高速加工获得广泛应用。
近年来,刀具制造商已引进中温(MT)CVDTiCN涂层,当使用乙晴作为有机的C/N源,TiCN的沉积大约发生在850℃,而高温CVDTiCN涂层要加热高于1000℃。
MT-TiCN涂层用于车削和铣削时具有很好的耐磨性能,它具有稳定的C/N比,并可削减涂层与硬质合金基体之间界面形成eta相的倾向。
十多年前,物理气相沉积(PVD)已应用于圆柱形硬质合金刀具,包括间断切削和/或一些需要锋利刀刃的金属切削刀片。
最初PVD涂层只限于TiN,而现在工业上已有适用的PVDTiCN和TiAlN涂层,采纳多种不同的PVD技术,如电子束蒸发、溅射、电弧蒸发等。
CVD金刚石涂层采纳了很多金刚石合成技术,最一般的是热丝法、微波等离子法和d、c等离子喷射法。
通过改进涂层方法和涂层的粘结,已生产出金刚石涂层硬质合金刀具,并在加工非铁及非金属材料方面起侧紧要的作用。
近来金刚石涂层刀具已在工业上得到应用。
硬质合金刀具的硬涂层硬涂层的性能切削刀具基体硬涂层的成功是由于涂层的物理和力学性能的复合作用。
从使用的角度来年,涂层应具有稳定的化学稳定性能、热硬度和与基体较强的粘结性能。
优化的涂层厚度、细的显微结构及残余压应力可以进一步提高涂层性能。
化学稳定性涂层材料化学惰性的标准是它的形成标准,自由能的负数很高或在切削温度下它在工件材料的溶解度很低。
至今,CVDAl2O3硬涂层在材材加工中完全可充足这些要求。
无定形PVDAl2O3涂层是软的而且不稳定,因此不如结晶的CVDAl2O3;PVDTiAlN涂层与TiN或TiCN相比,具有较高的稳定性,因此有可能在高速切削加工中获得应用。
中国硬质合金工业现状及发展趋势中国硬质合金工业现状及发展趋势1. 简介硬质合金,又称硬质合金工具,是一种由钨钴粉末和金属粉末通过高温烧结而成的坚硬材料。
它具有高硬度、耐磨损、耐腐蚀等优良性能,被广泛应用于切削、挖掘、矿山开采等领域。
中国是全球最大的硬质合金生产和出口国之一,其硬质合金工业正处于快速发展阶段。
2. 现状分析2.1 生产规模扩大中国硬质合金工业在过去几十年里取得了显著的发展。
根据数据统计,中国目前是全球最大的硬质合金生产国,占据了全球硬质合金市场的重要份额。
中国硬质合金企业数量庞大,产能逐年增长。
2.2 技术水平提升中国的硬质合金工业在技术研发和创新方面取得了进展。
许多企业投入大量资源用于新型硬质合金材料的研发和生产。
一些研究机构和大学也积极参与硬质合金技术的研究,加强了产学研合作。
2.3 市场需求增长随着制造业的快速发展和现代化建设的推进,硬质合金在切削、挖掘和矿山开采等领域的需求不断增长。
特别是汽车、航空航天、能源等高端领域对硬质合金的需求逐渐增大。
3. 主题探讨3.1 技术创新与应用拓展随着科技的进步和市场需求的变化,硬质合金工业需要不断进行技术创新和应用拓展。
在材料研究方面,可以深入研究新型合金材料的配比、微结构和性能,以提高硬质合金的硬度、韧性和耐磨损性。
在应用方面,可以探索硬质合金在新兴领域的应用,如电子、医疗器械等,以拓展市场。
3.2 智能制造和自动化随着智能制造和自动化技术的发展,硬质合金工业也面临着转型和升级的机遇和挑战。
通过引进智能化设备和自动化生产线,可以提高生产效率和产品质量,降低人工成本。
还可以实现生产过程的数字化管理和智能化控制,提升企业的竞争力。
3.3 环境保护与可持续发展当前,环境保护和可持续发展已成为全球关注的焦点。
硬质合金工业需要加强对环境污染的治理和减排工作,推动清洁生产和循环经济的发展。
还可以加强废旧硬质合金的回收利用,减少资源浪费。
4. 总结与回顾中国硬质合金工业正处于快速发展的阶段,具有广阔的市场前景和巨大的发展潜力。
2024年硬质合金铣刀市场发展现状引言硬质合金铣刀是一种用于加工金属工件的刀具,其广泛应用于机械加工领域。
随着制造技术的不断发展和需求的增加,硬质合金铣刀市场也在持续扩大。
本文将探讨硬质合金铣刀市场的发展现状,并分析其未来趋势。
市场规模硬质合金铣刀市场在过去几年中呈现稳步增长的态势。
这主要得益于工业领域对高效率和高精度机械加工过程的需求不断增加。
各行业对硬质合金铣刀的需求推动了市场的发展。
根据市场调研数据,硬质合金铣刀市场在2020年的规模已经超过XX 亿美元。
市场驱动因素1. 制造业的发展制造业的快速发展是硬质合金铣刀市场增长的主要驱动因素之一。
随着全球制造业技术的进步和升级,对高效率和高精度机械加工设备的需求不断提高。
硬质合金铣刀作为一种关键切削工具,被广泛应用于制造业领域。
2. 自动化和智能化需求自动化和智能化生产方式的迅速普及和应用,对硬质合金铣刀市场的增长也起到了推动作用。
随着工业机器人和自动化设备的广泛应用,对高效率、高精度切削工具的需求进一步增加。
硬质合金铣刀因其良好的耐磨性和稳定性,在自动化生产线中得到广泛应用。
3. 市场竞争硬质合金铣刀市场竞争激烈,各家企业为了在市场中取得竞争优势,不断进行产品创新和技术研发。
这促进了市场的进一步发展。
同时,一些企业还通过合作和并购扩大市场份额,增强竞争力。
市场分析1. 地区分布硬质合金铣刀市场在全球范围内呈现出不平衡的地区分布。
亚太地区是全球硬质合金铣刀市场最大的消费地区,占据市场份额的XX%。
其次是欧洲和北美地区,分别占据了XX%和XX%的市场份额。
其他地区的市场规模相对较小。
2. 产品类型硬质合金铣刀市场的产品类型较多,包括直柄铣刀、带柄铣刀、球头铣刀等。
直柄铣刀是市场上最常见的类型,占据了大部分市场份额。
带柄铣刀和球头铣刀在一些特殊应用领域有较高的需求。
3. 客户群体硬质合金铣刀市场的主要客户群体是机械加工行业。
机械制造、汽车制造、航空航天以及电子电气等行业对硬质合金铣刀的需求较大。
硬质合金发展现状硬质合金是一种由钨碳化物和钴粉末经过高温烧结而成的高硬度材料,具有优异的抗磨性和耐热性,被广泛应用于工具刀具、矿山钻头、汽车零部件等领域。
在当前的发展现状下,硬质合金正处于不断创新与进步的阶段。
首先,硬质合金的研发水平不断提升。
随着科学技术的不断进步和先进材料研究的推动,硬质合金的制备方法和材料配方得到不断改进和优化。
研究人员不断开发新的碳化物、氮化物和硼化物等材料,通过调节配比和结构设计,提高硬质合金的硬度、抗磨性和耐腐蚀性能。
同时,利用先进的成型工艺和复合技术,将硬质合金应用于更多的领域,拓宽了其应用范围和市场前景。
其次,硬质合金在高新技术领域得到广泛应用。
随着工业化进程的加快和国家经济的快速发展,硬质合金在航空航天、光学仪器、电子器件等高新技术领域的需求日益增长。
硬质合金精密刀具在航天器零件、精密仪器制造中具有重要的应用价值,提高了工件的加工精度和切削效率。
此外,硬质合金细微加工技术在电子器件制造中的应用也越来越广泛,使得电子产品的可靠性和性能得到了提升。
再次,硬质合金在矿业和石油钻探领域得到广泛应用。
由于硬质合金具有高硬度和抗磨性,使得其在矿山钻头和石油钻探工具制造中得到广泛应用。
硬质合金齿轮钻头可在极具挑战性的地质条件下增加钻进速度和钻孔质量,提高了钻孔效率和生产效益。
此外,随着国内矿产资源的开采难度的增加和对钻井技术要求的提高,硬质合金在煤炭、石油、铁矿等资源勘探领域也有着广阔的市场前景。
最后,为了满足市场需求和环境保护要求,硬质合金制造技术正向着绿色、高效和可持续发展方向发展。
通过改良原材料的粒度和结合相的比例,探索绿色环保的粉末冶金新技术和新方法,减少有害废物的产生和能源的消耗。
同时,研究人员还在研发硬质合金的再生工艺和材料回收技术,提高资源利用效率,降低生产成本。
总之,硬质合金作为一种具有重要应用前景的高硬度材料,其发展现状前景广阔。
不断提升的研发水平、广泛应用于高新技术和矿业领域、注重绿色、高效和可持续发展等,都为硬质合金的发展注入了新的动力和机遇。
对我国刀具涂层技术现状及发展趋势的认识摘要:本文论述了我国刀具涂层技术的现状及未来发展趋势,为我国刀具涂层技术走持续、稳定及健康的发展道路提供了一定的见解。
关键词:刀具涂层技术:现状:发展趋势1前言制造业的发展离不开切削刀具,现代切削刀具已经成为提升制造业技术水平的关键因素之一。
切削加工的要求日趋提高;高速、高精度、高效、智能和环保成为切削加工的追求目标;被加工材料的能级不断提高;高强和超高强度材料、高韧性、难切削等材料层出不穷;新形势下对切削加工提出的特殊要求。
诸如加工硬度50HRC以上的硬加工、微润滑和无润滑的干切削不断涌现。
总之,切削加工中的个性化特点日见显现。
其对刀具进行徐层是机械加工行业前进道路上的一大变革。
它是在刀具韧性较高的基体上涂覆一层、二层乃至多层耐磨的难熔化合物,从而使刀具的性能得到极大改善。
经涂层的刀具可以提高加工效率、加工精度、延长寿命、降低成本,因而其受到世界各国普遍关注。
2我国刀具涂层技术的现状及存在的问题西方工业发达国家使用的涂层刀具占可转位刀片的比例已由1978年的26%上升到2005年的90%。
新型的数控机床所用的刀具中80%左右是涂层刀具。
瑞典山特维克可乐满和美国肯纳金属公司的涂层刀片的比例已达85%以上;美国数控机床上使用的硬质合金涂层刀片的比例为80%;瑞典和德国车削用的涂层刀具都在70%以上。
日本、俄罗斯涂层技术开发和应用也走在世界前列。
我国涂层刀具起步晚,但进步快。
其涂层网点遍布全国。
有不少城市都有自己的涂层中心,并承接对外加工业务,而且厂矿也不甘示弱。
国内几家大的工具厂拥有涂膜机都在10台以上,但多数应用在麻花钻等低端产品上。
德国等工业发达国家的涂层公司纷纷在我国安营扎寨,大搞涂层刀具对外加工。
我国从1970s初开始研究CVD涂层技术。
由于该项技术专用性较强,因此国内从事研究的单位并不多。
1980s中期,我国CVD刀具涂层技术的开发达到实用化水平。
其工艺技术水平与当时的国际水平相当。