PVD涂层、CVD涂层、TD处理、硬化镀膜加工各种工艺特点

时间：2022-01-11

作者：马鞍山德耐纳米科技有限公司

对中小型环形刀具开展恰当的表面解决可以提升刀具使用寿命，降低加工循环系统时间，提高加工表面品质。可是，依据加工必须恰当挑选刀具涂层有可能是一件令人费解和费力的工作中。

每一种涂层在切削加工里都不仅有优点又有缺陷，假如采用了不适当的涂层，有可能造成刀具使用寿命小于未涂层刀具，有时候乃至会引出比涂层之前大量的问题。

现阶段已经有许多种刀具涂层可选择，包含PVD涂层、CVD涂层及其更替涂敷PVD和CVD的复合型涂层等，从刀具生产商或涂层经销商那边可以比较容易地得到这种涂层。

文中将简易详细介绍一些刀具涂层一共有的特性及其一些较常用的PVD、CVD涂层挑选计划方案。在明确采用哪种涂层针对切削加工更为有利时，涂层的每一种特点都起着十分关键的功效。

1 涂层的特点

硬度

涂层产生的高表面硬度是提升刀具使用寿命的较好方法之一。一般而言，原材料或表面的硬度越高，刀具的使用寿命越长。

氮碳化钛(TiCN)涂层比氮化钛(TiN)涂层具备更多的硬度。因为提升了碳含量，使TiCN涂层的硬度提升了33%，其硬度转变范畴约为Hv3000～4000(在于生产商)。

表面硬度达到Hv9000的CVD金钢石涂层在刀具上的运用已比较完善，与PVD涂层刀具对比，CVD金钢石涂层刀具的使用寿命提升了10～20倍。金钢石涂层的高硬度和切削速率相比未涂层刀具提升2～3倍的工作能力使其变成非铁族原材料切削加工的很好挑选。

耐磨性能

耐磨性就是指涂层抵御损坏的工作能力。尽管一些产品工件原材料自身硬度很有可能并不太高，但在生产过程中增加的要素和选用的加工工艺很有可能会造成刀具切削刃碎裂或磨钝。

表面润湿性

高摩擦阻力会提升切削热，造成涂层使用寿命减少乃至无效。而减少摩擦阻力可以大大的增加刀具使用寿命。细致光洁或纹路标准的涂层表面有利于减少切削热，由于光洁的表面可使切削快速滑离前刃口而降低发热量的造成。与未涂层刀具对比，表面润湿性更强的涂层刀具还能以更高一些的切削速率开展加工，进而进一步防止与零件原材料产生高温电弧焊接。

空气氧化温度

空气氧化温度就是指涂层逐渐溶解时的气温值。空气氧化温度值越高，对在高温情况下的切削加工越有益。尽管TiAlN涂层的常温下硬度或许小于TiCN涂层，但事实上它在高温加工时要比TiCN合理得多。TiAlN涂层在持续高温下仍能维持其硬度的根本原因取决于可在刀具与切削中间产生一层三氧化二铝，氧化铝层可将发热量从刀具传到产品工件或切削。与弹簧钢刀具对比，硬质合金刀具刀具的切削速率通常更高一些，这就使TiAlN变成硬质合金刀具刀具的优选涂层，硬质合金钻头和合金铣刀通常选用这类PVD TiAlN涂层。

抗粘结力

涂层的抗粘结性可避免或缓解刀具与被加工原材料产生化学变化，防止产品工件原材料堆积在刀具上。

在加工非铁族金属材料(如铝、紫铜等)时，刀具上常常会造成积屑瘤(BUE)，进而导致刀具崩刃或产品工件规格偏差。一旦被加工原材料逐渐黏附在刀具上，粘附便会不断发展。

用成形丝锥加工铝制产品工件时，加工完每一个孔后丝锥上附着的铝都是会提升，以致较终促使丝锥直径越来越过大，导致产品工件规格偏差损毁。具备优良抗粘结力的涂层乃至在冷冻液特性欠佳或浓度值不够的加工场所也可以发挥不错的功效。

2 常见的涂层

1 氮化钛涂层(TiN)

TiN是一种通用性PVD涂层，可以提升刀具硬度并具备较高的空气氧化温度。该涂层用以弹簧钢切削刀具或成型**工具可得到很好的加工实际效果。

2 氮碳化钛涂层(TiCN)

TiCN涂层中增加的是碳元素可提升刀具硬度并得到更快的表面润湿性，是弹簧钢刀具的理想化涂层。

3 氮铝钛或氮钛铝涂层(TiAlN/AlTiN)

TiAlN/AlTiN涂层中产生的三氧化二铝层可以高效提升刀具的高温加工使用寿命。适用于干试或半干式切削加工的硬质合金刀具刀具可采用该涂层。依据涂层中常含铝和钛的占比不一样，AlTiN涂层可给予比TiAlN涂层更高一些的表面硬度，因而它是快速加工行业又一个行得通的涂层挑选。

4 氮铬铝涂层(AlCrN)

AlCrN涂层优良的抗粘结力使其在非常容易造成积屑瘤的加工中变成优选涂层。涂敷了这类几乎隐形的涂层后，弹簧钢刀具或硬质合金刀具刀具和成型**工具的加工特性就会较大改进。

5 金钢石涂层(Diamond)

CVD金刚石涂层能为非铁金属材质加工刀具给予较好特性，是加工高纯石墨、金属材料基复合材质(MMC)、高硅铝合金型材及很多其他高浸蚀原材料的理想化涂层(留意：**钢石涂层刀具不可以用以加工铸铁件，由于加工铸铁件的时候会造成很多切削热，并造成产生化学变化，使涂层与刀具中间的黏附层遭受毁坏)。

适用硬铣、攻牙和铣削加工的涂层不尽相同，各自有其特殊的运用场所。除此之外，还能够选用双层涂层，该类涂层在表面与刀具基材中间还置入了其他涂层，可以进一步提高刀具的使用期限。

3 涂层的顺利运用

完成涂层的性价比高运用很有可能在于很多要素，但针对每一种特殊的加工运用来讲，通常唯有一种或几类行得通的涂层挑选。

涂层以及特点的挑选是不是恰当很有可能就代表着加工特性明显增强与几乎没有改进相互之间的差别。切削深层、切削速率和冷冻液都很有可能对刀具涂层的运用实际效果造成危害。

因为在一种产品工件资料的加工中普遍存在着很多自变量，因而明确采用哪种涂层的较好方式之一便是根据试切。涂层经销商们已经持续开发设计大量的新涂层，以进一步提高涂层的耐热、耐磨擦和抗磨损特性。与涂层（刀具）生产商一起认证全新、较好是的刀具涂层在加工中的运用一直一件好事。

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