涂层硬质合金刀具及其在切削加工中的应用

个 重 要里 程 碑 ， 着涂 层技 术 的迅 速 发展 ， 层 随 涂
硬 质合 金 的性 能 有 了重 大 的改 进 ， 用 范 围 日益 应
扩 大 。为满 足 现代 机 械 高效 率 、 高精 度 、 可靠 性 高
的要求 ， 界各 国都 十分注重涂 层技术 的发展。 世
从 ２ 世纪 ７ 年代起涂层硬质合金刀具已经普遍 ０ ０ 应 用 到 加 工生 产 当 中 ， 当前 Ｃ ＮＣ机床 所用 切 削刀 具 有 ８ ％左 右使 用 涂层 硬 质 合金 刀具 。 ０
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光 电对 抗 与 无源 干 扰
２０ ０ ２年 第 ３期
涂 层 硬 质 合 金 刀 具 及 其 在 切 削加 工 中 的应 用 ＊
宋 洁 冰 李 雪 飞 刘 桂 金 张春 艳
（ 息产业 部电子第五 十三研究所 信 锦州 １ １０ ２ ００）
Ｃ ＶＤ技 术 的发展 受 到 了一 定 的制 约 。
２ ２ Ｐ Ｄ 技 术 的发 展 ． Ｖ
金 刀 片基 体上 涂 覆 ＴＣ ， ｉ 与未 涂 层 的 ＷＣ 基 硬 质 合 金 ＹＴ１ 进 行 车 削 对 比 。 工 件 材 料 为 ５
６ Ｓ２ （ Ｃ ０ 切 削 用 量 ａ ０ ｉＭｎ 职 ４ ）， ： １ ｍｍ， ｆ＝ ０ ． ２ ｍ／， ＝ １ ５ ｍｉ 测 得 刀 具 后 刀 面 磨 损 曲 ｍ ｒ １ ｍ／ ｎ，
Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：ｃ ｔｅ ；ｃ ａ ｔｎｇ；ｈａ ｄ ａｌ ｙ ｕ ｔｒ ｏ ｔｉ ｒ ｌ ｏ
１ 概 述
涂层 硬 质 合 金刀 具 的 出现 是 刀具 发展 史 上 的
一
采用 了涂层 处 理 ， 中 Ｃ 其 ＶＤ涂 层 占到 了 ９ ％ ； ９ 九 十年 代 中期 ， ＶＤ涂 层硬 质 合金 刀 片在涂 层 硬 质 Ｃ
＊ 收 稿 日期 ：０ ２ ６—０ ２０ ＂ －０ ５
可 以看 出 Ｔｉ 涂层 刀 片的耐 磨 性远 远 高 于 Ｃ单 ＹＴ ５。但 Ｃ １ ＶＤ工 艺 也 有 其 先 天性 的缺 陷 ， 是 一 工艺处 理 温 度 高 ， 造 成 刀具 材 料 抗 弯 强 度 的 下 易 降； 二是 薄膜 内部 为拉应 力状 态 ， 用 中易 导 致 微 使切削时 间ｔ ｎ来自 （ ） ｍｉ图 ｌ
工艺 中 ， 相 沉 积所 需 金属 源 的制 备相 对 容易 ， 气 可
实 现 Ｔｉ Ｔｉ ＴｉＮ、 Ｂ Ｔｉ 、 ’ 等 单 层 Ｎ、 Ｃ、 Ｃ ＴｉＮ、 Ａｌ 及 多 元 多层 复 合涂 层 ， 涂层 与 基体 结 合强 度 高 ， 其 薄 膜厚 度 可 达 ７ Ｃ ～９ ｍ， ＶＤ 涂 层 具 有 好 的耐 磨 性 。八 十年代 中后 期 ， 国 ８ ％的硬 质合 金 工具 美 ５
术 、 ＶＤ （ 理 气 相 沉 淀 ） 术 及 多 层 涂 覆 技 术 ‘ Ｐ 物 技
的发展 过 程 。 ２１ Ｃ ． ＶＤ技 术 的发 展
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Ｃ ＶＤ技 术 自上 世 纪六 十 年代 出现 以来 ， 在硬
质合 金 刀 具 上 得 到 了极 为 广 泛 的应 用 。在 Ｃ ＶＤ
摘
要
对 一 些涂层 硬 质合 金 刀具 的种 类及 发展 作 了 简单介 绍 ， 阐述 了涂层 硬 质 合金 刀 具 在 切 并
切 削 刀具 涂层 硬 质 合金
削 加 工 中 的 应 用状 况 。
关键 词
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｉ ｄ ｆ ｔ ｅ ｃ ａ ｔ ｇ ｈ ｒ ｌ ｙ ｃ ｔｅ ｎ ｎ ’ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｗｈ ｃ ｅ ｉ ｔ ｏ ｕ ｅ ｓｒ ｃ ｅ ｋ ｎ ｓ ｏ ｈ ｏ ｔ ｉ ａ ｄ ａｌ ｕ ｔ ｒ ａ ｄ ｏ ｅ ｓ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｉｈ ｂ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｎ ｏ ｂ ｉｆｙ ｒｅ ｌ ．Ａｎ ｈ ｎ ｄ ｃ ｉ ｉ ｇ ａ ｖ ｔ ｇ ｓ ｆ ｒ ｉ ｉ ａ ｐ ｉｃ ｔｄ ｉ ｈ ｕ ｔ ｇ ． ｄ ｔ ｅ ｅ ｒ ｎ ｄ ａ ａ ｅ ｏ ｔ ｓ ｐ ｌ ａ ｅ ｎ ｔ ｅｃ ｔｉ ｓ ｂ ｎ ｒ ｎ
２ 涂 层 硬 质 合 金 刀具 的种 类及 发 展
自 Ｔｉ 涂 层 开 发 以来 ， 球 刀具 表 面涂 覆 技 Ｎ 全 术 的发 展 经 过 了 ３ ０多年 的漫 长 发展 道路 ， 以下 简
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单介 绍 硬 质合 金 刀 具 的 Ｃ ＶＤ （ 学 气 相 沉 淀 ） 化 技
线 如 图 ２所示 。
Ｐ Ｄ技 术 出 现 于上 世 纪七 十 年代 末期 ， Ｖ Ｖ Ｐ Ｄ 技术 在 高 速钢 刀具 领 域 的 成 功 应 用 ， 引起 了世 界 各 国 的高 度 重视 ， 们 在竞 相 开 发高 性能 、 可靠 人 高
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涂层 硬 质 合 金 刀具及 其 在 切 削加 工 中的应 用 裂纹 的产 生 ； 是 Ｃ 三 ＶＤ 工 艺 所 排 放 的废 气 、 液 废 例如 ， 用 Ｐ Ｄ 涂 层 工 艺 ， Ｙ ５硬 质 合 采 Ｖ 在 Ｔｌ
会 造 成 工业 污染 ， 环境 影 响 较大 ， 目前 所 提倡 对 与 的 绿 色 工 业 相 抵 触 ， 此 九 十 年 代 中 期 后 高 温 因
合金 刀具 中仍 占到 了 ８ ％以上 。例 如 ， ０ 采用 Ｃ Ｄ Ｖ 法 Ｔｉ 单 涂 层 的 ＷＣ 基 硬 质 合 金 为 基 体 的 Ｃ Ｙｗ１Ｔｉ 与 未涂 层 的 ＷＣ基 硬 质 合 金 Ｙ ５进 ／ Ｃ， ＴＩ 行车 削对 比 。工件 材 料 为 ６ Ｓ２ ０ ｉＭｎ（ 质 高 强 度 调 钢， ＨＲＣ ＡＯ） 切 削 用 量 ａ ＝ ０ ５ｎｌ， ＝ ０ ， ． ｌｉ 厂 ＇ ｌ ． ２ ｍｍｌ ， ＝ １ ５ ｍｉ ， 得 刀具 后 刀 面 磨 损 ｒ １ ｍ／ ｎ 测 曲线 如 图 １ 示 。 所