数控刀具涂层的分类
涂层刀具材料特点及刀具的应用
涂层刀具材料特点及刀具的应用对刀具进行涂层处理是提高刀具性能的重要途径之一。
涂层刀具的出现，使刀具切削性能有了重大突破。
涂层刀具是在韧性较好刀体上，涂覆一层或多层耐磨性好的难熔化合物，它将刀具基体与硬质涂层相结合，从而使刀具性能大大提高。
新型数控机床所用切削刀具中有80％左右使用涂层刀具。
涂层刀具将是今后数控加工领域中＊重要的刀具品种。
⑴ 涂层刀具的种类根据涂层方法不同，涂层刀具可分为化学气相沉积(CVD)涂层刀具和物理气相沉积(PVD)涂层刀具。
涂层硬质合金刀具一般采用化学气相沉积法，沉积温度在1000℃左右。
涂层高速钢刀具一般采用物理气相沉积法，沉积温度在500℃左右；根据涂层刀具基体材料的不同，涂层刀具可分为硬质合金涂层刀具、高速钢涂层刀具、以及在陶瓷和超硬材料(石和立方氮化硼)上的涂层刀具等。
根据涂层材料的性质，涂层刀具又可分为两大类，即“硬”涂层刀具和‘软”涂层刀具。
“硬”涂层刀具追求的主要目标是高的硬度和耐磨性，其主要优点是硬度高、耐磨性能好，典型的是TiC 和TiN涂层。
⑵ 涂层刀具的特点① 力学和切削性能好：涂层刀具将基体材料和涂层材料的优良性能结合起来，既保持了基体良好的韧性和较高的强度，又具有涂层的高硬度、高耐磨性和低摩擦系数。
因此，涂层刀具的切削速度比未涂层刀具可提高2倍以上，并允许有较高的进给量。
涂层刀具的寿命也得到提高。
② 通用性强：涂层刀具通用性广，加工范围显著扩大，一种涂层刀具可以代替数种非涂层刀具使用。
③ 涂层厚度：随涂层厚度的增加刀具寿命也会增加，但当涂层厚度达到饱和，刀具寿命不再明显增加。
涂层太厚时，易引起剥离；涂层太薄时，则耐磨性能差。
④ 重磨性：涂层刀片重磨性差、涂层设备复杂、工艺要求高、涂层时间长。
⑤ 涂层材料：不同涂层材料的刀具，切削性能不一样。
如：低速切削时，TiC涂层占有优势；高速切削时，TiN 较合适。
⑶ 涂层刀具的应用涂层刀具在数控加工领域有巨大潜力，将是今后数控加工领域中＊重要的刀具品种。
刀具涂层技术介绍
刀具涂层技术介绍刀具涂层技术是一种在刀具表面涂覆一层特殊材料的技术，旨在提高刀具的硬度、耐磨性、热稳定性和化学稳定性等性能。
刀具涂层技术的发展与高速切削、高效加工和先进制造技术的进步密切相关。
本文将对刀具涂层技术的原理、种类以及应用进行介绍。
1.碳化物涂层：如碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)等。
这些涂层具有极高的硬度和耐磨性，适用于高速切削和重载切削。
2.氮化物涂层：如氮化钨(WN)、氮化钛(TiN)、氮化铝(AlN)等。
这些涂层具有较高的硬度和化学稳定性，广泛应用于切削、修磨和打孔等工艺。
3.金属涂层：如钛合金(TiAlN)、氧化锆(ZrO2)等。
这些涂层具有较高的热稳定性和抗氧化性能，适用于高温切削和挤压。
4.金刚石涂层：金刚石涂层具有超高硬度和低摩擦系数，能够有效提高刀具的寿命和切削质量。
但由于金刚石涂层的制备技术复杂和成本较高，目前还处于实验阶段。
1.金属切削：刀具涂层技术在金属切削领域得到广泛应用，可以提高切削效率和工件表面质量。
例如，在高速铣削中，采用碳化钛涂层的刀具可以显著提高切削速度和切削质量。
2.木材加工：刀具涂层技术在木材加工领域也有一定的应用。
通过涂覆特殊涂层，可以延长刀具的使用寿命，并提高加工效率。
例如，在木材切削中，采用氮化钛涂层的刀具可有效降低磨损和摩擦。
3.非金属材料加工：刀具涂层技术在陶瓷、塑料、复合材料等非金属材料加工领域也得到了广泛应用。
通过涂层技术，可以改善切削表面的光洁度，并提高工件的精度和质量。
4.汽车零部件加工：在汽车零部件加工领域，刀具涂层技术可以有效提高零部件的加工精度和耐用性，适用于发动机气门、曲轴、轴承等零部件的加工。
刀具涂层技术的发展为现代制造业带来了巨大的效益。
随着材料科学、纳米技术和涂层技术的进一步发展，刀具涂层技术的性能和应用范围将会不断扩大。
预计未来刀具涂层技术将更加智能化和环保化，能够实现刀具表面的自动修复和自动调节。
这将进一步提高切削效率和加工质量，推动现代制造业的发展。
刀具选择正确的涂层
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
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。
刀具涂层技术
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。
CNC机床加工中的加工刀具涂层与切削性能优化
CNC机床加工中的加工刀具涂层与切削性能优化随着制造业的发展，CNC（Computer Numerical Control）机床成为现代加工领域的重要设备之一。
在CNC机床的加工过程中，加工刀具涂层起着至关重要的作用。
本文将探讨加工刀具涂层在CNC机床加工中的应用，以及如何通过优化涂层选择与切削性能提升来提高加工效果。
一、加工刀具涂层的意义与分类加工刀具涂层是一层应用于刀具表面的外覆层，其作用是提高刀具的硬度、抗磨损性和耐腐蚀性。
根据涂层材料的不同，可以将加工刀具涂层分类为以下几种：1. 陶瓷涂层：陶瓷涂层通常由碳化硅、氮化硅等材料组成。
陶瓷涂层具有较高的硬度和耐磨损性，适用于高速加工和高硬度材料的切削。
2. DLC（Diamond-Like Carbon）涂层：DLC涂层具有类似钻石的碳结构，其具有独特的硬度、润滑和低摩擦性质。
DLC涂层适用于高速切削和干切削条件下的加工。
3. PVD（Physical Vapor Deposition）涂层：PVD涂层包括氮化钛、氮化铝等材料，具有较高的韧性和热稳定性。
PVD涂层适用于不同材料的加工，能够提高刀具的使用寿命和切削性能。
二、加工刀具涂层的优势与挑战加工刀具涂层的应用在CNC机床加工中具有诸多优势，但也面临一些挑战。
1. 优势：（1）提高切削性能：加工刀具涂层可以大幅提高刀具的硬度，从而提高切削速度和效率。
（2）延长使用寿命：涂层可以降低刀具的摩擦系数和磨损率，延长刀具的寿命。
（3）改善加工表面质量：涂层能够减少刀具与工件之间的热变形和切削力，提高加工表面的光洁度和精度。
2. 挑战：（1）涂层质量控制：涂层的均匀性和附着力是影响其性能的关键因素，需要进行严格的质量控制。
（2）选择适合的涂层材料：不同加工刀具和材料对涂层材料的要求不同，需要根据具体情况选择合适的涂层材料。
三、加工刀具涂层与切削性能优化为了优化切削性能，应根据具体加工要求和材料特点选择合适的加工刀具涂层，并通过以下方法进行切削性能的优化。
涂层方法分类
涂层方法分类根据涂层方法不同涂层刀具分为化学气相沉积（CVD）涂层和物理气相沉积（PVD）涂层，钨钢刀具等硬质合金涂层一般使用化学气相沉积法，沉积温度在1000℃左右。
高速钢刀具涂层一般选用物理气相沉积法，沉积温度在500℃左右。
一、刀具材料分类刀具监控系统根据刀具基体材料的不同可分为硬质合金（俗称钨钢）刀具、高速钢（俗称白钢）刀具、陶瓷刀具以及石刀具（立方氮化硼）等涂层刀具。
二、涂层特性分类根据涂层材料性质分类涂层又可以分为“软”涂层和“硬”涂层，“硬”涂层刀具主要优点是硬度高，耐磨性好，典型代表有TiC和TiN涂层。
“软”涂层主要优点为摩擦系数低，降低切削力和切削温度。
三、纳米涂层纳米涂层主要特点是实现了多种涂层材料的不同组合（如金属/陶瓷、陶瓷/陶瓷、金属/金属），合理的纳米涂层搭配使刀具更适合高速切削。
四、涂层刀具特点1、力学及切削性能好，涂层刀具将涂层材料和基体材料优良性能结合起来，保持了基体材料良好韧性和较高强度，也具有涂层材料的高硬度、高耐磨度和低摩擦系数。
因此涂层刀具切削速度是未涂层刀具可提高2倍以上，并允许有较高的进给量，另外使用寿命也得到提高。
2、通用性广，加工范围得到扩大，涂层刀具可代替多数非涂层刀具进行切削加工使用。
3、涂层厚度：随着涂层厚度增加刀具寿命也会增加，当厚度达到饱和刀具寿命不再明显增加，过厚的涂层时容易引起剥离，而涂层太薄时耐磨性能较差，涂层根据刀具的使用对象适中就好。
4、涂层时长：根据涂层设备的复杂性、工艺要求以及刀具达到的效果合理控制涂层时长。
5、涂层材料选用：根据刀具的使用对象合理选用合适的涂层材料。
五、涂层刀具的应用涂层刀具在数控加工中应用广泛，将是以后加工领域的主要品种。
涂层技术已应用在东莞神兵精密工具所生产的铣刀中，神兵精工生产的涂层铣刀有涂层T型刀、涂层燕尾刀、涂层深沟刀、石涂层石墨刀、涂层倒角刀、涂层钻头、涂层铰刀、涂层锯片、非标成型铣刀定制和涂层五金配件等多种需要涂层的刀具产品中。
刀具涂层材料
刀具涂层料子目前市场上主流的涂层料子包含：·氮化钛（TiN）—通常采纳PVD涂层，具有高硬度、抗氧化温度高的特点。
·氮碳化钛（TiCN）—添加碳有助于提高涂层的硬度和涂层表面自润滑性。
·氮化铝钛（TiAlN 或 AlTiN）—包含一层氧化铝，在切削温度高的应用中可延长刀具寿命，特别适用于准干切削/干切削。
相对于TiAlN 涂层，由于铝/钛比例的不同，AlTiN涂层表面硬度更高。
此涂层方案特别适合于高速加工应用。
·氮化铬（CrN）—具有高硬度、耐磨性高的优点，是抗积屑瘤的＊＊解决方案。
·石（PCD）—具有＊好的非铁合金料子加工性能，尤其是加工石墨、金属基复合料子、高硅铝合金和其它研磨料子。
不适合加工钢，由于化学反应会破坏涂层与基体的结合。
通过对近几年的涂料料子进展，市场需求的增上进行分析，我们看到，PVD涂层刀具比CVD涂层刀具更受到青睐。
CVD涂层的厚度一般在5—15微米之间变更，而PVD涂层厚度一般在2—6微米之间。
当CVD涂层涂覆在基体上表面时，CVD涂层会产生拉应力，而PVD涂层则相反产生压应力。
这两种因素分别对切削刃产生显著影响，特别是在断续切削或连续加工过程中的刀具性能。
在涂层工艺中添加新的合金元素不但有利于提高涂层的结合力，而且还能够改善涂层的特性。
该工艺体现为在CVD涂层后，对刀片冷却过程特别的工艺掌控，有效削减了刀片涂层表面微裂纹。
同样，这一工艺可去除PVD涂层工艺中在表面留下的不良液滴。
因此，无论是CVD涂层还是PVD涂层，＊终均可以获得更光滑的涂层表面，这样刀片切削热更低，寿命更长，排屑更流畅，可实现的切削速度也就越快。
刀具常用涂层材料及性质
刀具常用涂层材料及性质
常用涂层材料
常用涂层材料有碳化物、氮化物、碳氮化物、氧化物、硼化物、硅化物、石及复合涂层八大类数十个品种。
根据化学键特征，可将这些涂层材料分成金属键型、共价键型离子键型。
涂层材料性质
金属键型涂层材料（如TiB、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，具有良好综合性能，＊普通涂层材料。
共价键型涂层材料（如BC、SiC、BN、石等）硬度高、热胀系数低、与基体界面结合强度差、稳定性多层匹配性差。
而离子键型材料化学稳定性好、脆性大、热胀系数大、熔点较低、硬度不太高。
这些涂层材料，用＊多TiC、TiN、AlO、石以及复合涂层。
TiC耐磨性好，能有效地提高刀具抗月牙洼刀具磨损能力，适合于低速切削及磨损严重场合；TiN涂层具有低摩擦系数，润滑性能好，能减少切削热切削力，适合于产生融合磨损切削；AlO高温耐磨性、耐热性抗氧化能力比TiCTiN好，月牙洼磨损率低，适合于高速、大切削热切削；石涂层硬度热导性高，摩擦系数很低，适合于有色金属合金高速切削；而复合涂层综合几种涂层材料特点，目前以双涂层三涂层组合居多。
刀具涂层的种类及作用介绍【汇总】
刀具涂层的种类及作用介绍内容来源网络，由深圳机械展收集整理！更多数控刀具技术展示，就在深圳机械展-刀具展区！刀具涂层的种类1氮化钛涂层(TiN)TiN是一种通用型PVD涂层，是工艺最成熟和应用最广泛的硬质涂层材料,可以提高刀具硬度并具有较高的氧化温度，适用于高速钢切削刀具或成形工具，改善其加工性能。
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首选涂层。
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金刚石涂层(Diamond)CVD金刚石涂层可为非铁金属材料加工刀具提供最佳性能，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。
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的使用寿命。
4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。
可增加涂层的厚度，阻止裂纹的扩展，减少崩刃。
所以，目前生产的一些刀片，如瑞典Sandvik公司推荐用于加工钢料的GC4000系列刀片、中国株洲硬质合金厂生产的CN系列刀片、日本东芝公司的T715X 和T725X涂层刀片中均有TiCN涂层成份。
TiCN基涂层适于加工普通钢、合金钢、不锈钢和耐磨铸铁等材料，用它加工工件时的材料切除率可提高2~3倍。
株硬--FMA11系列面铣刀5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。
例如，美国Kennametal公司推出的H7刀片，系TiAlN涂层，是专为高速铣削合金钢、高合金钢和不锈钢等高性能材料而设计的。
刀具涂层种类范文
刀具涂层种类范文刀具涂层是通过在刀具表面形成一层薄膜来改善其性能的一种方法。
涂层可以提供刀具更强的切削能力、更长的使用寿命和更好的耐磨性。
刀具涂层种类非常多，下面将介绍一些常见的刀具涂层种类。
1.钛氮涂层（TiN涂层）钛氮涂层是最常见和广泛应用的刀具涂层之一、它具有良好的耐磨性和耐腐蚀性能。
钛氮涂层可以提供更高的切削速度和更长的刀具寿命。
2.钽涂层（Ta涂层）钽涂层是一种高温耐蚀涂层，能够在高温和高切削速度下提供更好的切削性能和寿命。
钽涂层适用于加工高温合金等难加工材料。
3.铝钛涂层（AlTiN涂层）铝钛涂层是一种具有优异耐磨性和良好的化学稳定性的高温涂层。
它可以在高温下保持涂层的稳定性，并提供更长的刀具寿命和更高的切削速度。
4.金刚石涂层（DLC涂层）金刚石涂层是由纳米级金刚石微粒形成的一层硬质薄膜。
它具有非常高的硬度和耐磨性，可以提供刀具更长的寿命和更高的切削速度。
5.碳化硅涂层（SiC涂层）碳化硅涂层是一种高温涂层，具有优异的热稳定性和耐磨性。
它可以在高温和高切削速度下保持涂层的性能，并提供更好的切削效果和刀具寿命。
6.碳化钨涂层（WC涂层）碳化钨涂层是一种重金属涂层，具有很高的硬度和优异的耐磨性。
它适用于加工难加工材料和高硬度材料。
7.氮化铝涂层（AlN涂层）氮化铝涂层具有非常高的热导性和优异的化学稳定性。
它可以在高温下保持涂层的性能，并提供更好的切削效果和刀具寿命。
除了以上几种常见的刀具涂层种类外，还有一些特殊的涂层，例如铜涂层、硫化锌涂层、碳氮化物涂层等。
每种涂层都有其特定的适用范围和优势，根据不同的加工材料和切削条件选择合适的刀具涂层可以显著提高切削效率和刀具使用寿命。
刀具涂层有哪些-刀具涂层种类大全
刀具涂层有哪些内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.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）而制备的。
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，从而减少了基体的磨损。
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、摩擦系数小和热导率低等特性，切削时可比未涂层刀具寿命提高3~5倍以上，提高切削速度20%~70%，提高加工精度0.5~1级，降低刀具消耗费用20%~50%。
现状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%。
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。
类别涂层刀具有四种：涂层高速钢刀具，涂层硬质合金刀具，以及在陶瓷和超硬材料（金刚石或立方氮化硼）刀片上的涂层刀具。
但以前两种涂层刀具使用最多。
在陶瓷和超硬材料刀片上的涂层是硬度较基体低的材料，目的是为了提高刀片表面的断裂韧度（可提高10%以上），可减少刀片的崩刃及破损，扩大应用范围。
新型涂层技术Ti-Al-X-N新型涂层技术是利用气相沉积方法在高强度工具基体表面涂覆几微米高硬度、高耐磨性难熔Ti-Al-X-N涂层，从而达到减少刀具磨损，延长寿命，提高切削速度的目的。
它是高档数控机床与基础制造装备国家重大专项课题取得的重要成果。
涂层方法生产上常用的涂层方法有两种：物理气相沉积（PVD) 法和化学气相沉积（CVD) 法。
前者沉积温度为500℃，涂层厚度为2~5μm；后者的沉积温度为900℃~1100℃，涂层厚度可达5~10μm，并且设备简单，涂层均匀。
高速加工中心使用涂层刀具的涂层是什么材料
高速加工中心使用涂层刀具的涂层是什么材料?高速加工中心使用涂层刀具是在刀具基体上涂覆盖了金属化合物薄膜，让数控刀具获得高于基体的硬度和良好的切削性能。
涂层刀具的基体材料主要有高速钢、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷等等；涂层刀具覆盖的金属化合物薄膜的材料大致可分为两种材料，分别是硬涂层刀具材料和软涂层刀具材料这两种涂层刀具，金属化合物薄膜可以对涂层刀具基体进行单涂层，也可以对涂层刀具基体进行双涂层，还可以对涂层刀具基体进行几种金属化合物薄膜复合而成的复合涂层。
下面就让我介绍一下硬涂层材料和软涂层材料有哪些吧！软涂层刀具材料有哪些？软涂层刀具的涂层材料主要有硫族化合物MoS2、WS2作为涂层材料的高速钢刀具，此类涂层刀具主要用于加工高强度铝合金、钛合金或者贵重金属材料等。
硬涂层刀具材料有哪些？可以覆盖在硬涂层刀具基体上的硬涂层材料主要有氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)、氮化铝钛(TiA1N)、碳氮化铝钛(TiA1CN)等硬涂层材料，其中氮化铝钛(TiA1N)在高速加工中心应用中的性能为很好的，其硬涂层材料可在800℃中保持着正常工作。
不同的刀具材料有不同的用途：1.高速钢使用于工件材料硬度低于HRC30的。
柔性较好，工艺性较好，能做成比较复杂的刀具。
缺点是硬度较低，红硬性差。
2.硬质合金适合加工HRC45以下的工件材料。
表面涂层后有加工HRC55左右的。
是目前用得最多的刀具材料。
工艺性比告诉钢差些。
针对不同工件材料，有不同的刀具材料。
分为P、K、M、N、S 等。
3.陶瓷材料主要用于铸铁材料加工，红红硬性好。
工艺性比较差，脆性、易崩。
4.立方氮化硼材料可用于铸铁、球铁、淬火钢、耐热合金材料的加工，硬度仅次于石。
工艺性极差。
5.石、人造石刀具硬度最高，主要用于铝合金的高速、精密加工。
也可用于硬质合金、石墨、木材等的加工。
工艺性极差。
极脆、不耐高温。
简单地说所谓的涂层刀具是在高速钢、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷等等刀具上涂上一层金属化合物薄膜，就是这么没简单。
刀具的涂层颜色、种类及适用范围
化学稳定性好，具有高热 硬性，极好的抗氧化和耐 磨性，适合干切削场合。
有着显著的强润滑性能和 耐高温特性，最适合铜类 金属的切削刀具，以及耐 磨耐腐零件的涂层。
优良的耐磨、耐腐蚀性 能，摩擦系数极低，与基 体结合力强。用于刀具 时，通常以TiAlN为基体 配合使用，用以加工有色 金属、石墨等材料。
AHNO独特涂层配方，属 于多层复合高铝涂层，具 有高硬度，高耐磨性，较 低的摩擦系数能优点。在 高温下稳定性强，特别适 合高速切削场合。
刀具的涂层颜色、种类及适用范围
PVD涂层种 类
涂层特点 涂层硬度HV 涂层厚度μm 摩擦系数
TiN
单层
2300
2~3
0.6
TiCN
单层
2800
2~3
0.3
TiAlN
单层
3100
2~3
0.3
CrN
单层
Hale Waihona Puke 18002~30.2
DLC
单层
2500
1~2
0.1-0.2
超A( AHNO) 多层
3100
2~3
0.3
耐热温度 600 500 750 700 300
800
涂层颜色
应用范围
金黄 棕灰 紫蓝 银灰 黑灰
蓝紫
应用最为普遍，具有高硬 度高耐磨性寄耐氧化性； 适合大多数切削刀具，也 适合多数成形模具及抗磨 损工件。
刀具涂层材料的分类及研究进展
刀具涂层材料的分类及研究进展摘要：采用涂层技术可有效提高切削刀具的使用寿命,使刀具获得优良的综合机械性能，从而大幅度提高机械加工效率。
我国的刀具涂层材料经过多年发展，目前正处于关键时期，充分了解国内外刀具涂层材料的现状及发展趋势，有计划、按步骤地发展刀具涂层材料，对提高我国切削刀具制造水平具有重要意义。
关键词：涂层刀具硬度膜Progress in the coating materials for tools and their classificationAbstract：Coating technology can be used to improve the service life of cutting tools effectively and enable the cutting tools to obtain excellent and comprehensive mechanical properties that will improve machining efficiency significantly . After years of development current coating materials for cutting tools is at a crucial period in China, full understanding on present status and development trend of tool coating materials both at home and abroad , and a planned step-by-step development of the coating materials for cutting tools will be of far reaching importance for improvement of our level in cutting tool manufacturing.Key Words: Coating ，Cutting Tool ，Hardness ， Film数控技术的发展离不开高寿命的切削工具——刀具。
CNC机床加工中的刀具涂层选择与应用
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。
常用的数控刀具涂层材料有什么你知道吗？
常用的数控刀具涂层材料有什么你知道吗？1、金刚石、类金刚石（DLC）涂层金刚石涂层是新型刀具涂层材料之一。
它利用低压化学气相沉积技术在硬质合金基体上生长出一层由多晶组成的金刚石膜，用其加工硅铝合金和铜合金等有色金属、玻璃纤维等工程材料及硬质合金等材料，刀具寿命是普通硬质合金刀具的50～100倍。
金刚石涂层采用了许多金刚石合成技术，最普通的是热丝法、微波等离子法和DC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刀具，并在工业上得到了应用。
钛浩机械是以回转顶针、丝杠丝杆、机床主轴、轴加工、数控车床加工、刀柄刀杆、夹头接杆为公司的主打产品，专业品质保障！因为专业，所以卓越！近年来，美国、日本和瑞典等国家都已相继推出了金刚石涂层的丝锥、铰刀、铣刀以及用于加工印刷线路板上的小孔金刚石涂层硬质合金钻头及各种可转位刀片，如瑞典Sandvik公司的CD1810和美国Kennametal公司的KCD25等牌号产品。
美国Turchan公司开发的一种激光等离子体沉积金刚石的新工艺，用此法沉积金刚石，由于等离子场包围整个刀具，刀具上的涂层均匀，其沉积速度比常规CVD法快1000倍。
此法所成的金刚石涂层与基体之间产生真正的冶金结合，涂层强度高，可防止涂层脱落、龟裂和裂纹等缺陷。
类金刚石涂层在对某些材料(Al、Ti及其复合材料)的机械加工方面具有明显优势。
通过低压气相沉积的类金刚石涂层，其微观结构与天然金刚石相比仍有较大差异。
九十年代，常采用激活氢存在下的低压气相沉积DLC，涂层中含有大量氢。
含氢过多将降低涂层的结合力和硬度，增大内应力。
DLC中的氢在较高的温度下会慢慢释放出来，引起涂层工作不稳定。
不含氢的DLC硬度比含氢的DLC高，具有组织均匀、可大面积沉积、成本低、表面平整等优点，已成为近年来DLC涂层研究的热点。
钛浩机械是以回转顶尖、丝杠、机床主轴、轴加工、高精刀柄、刀杆、弹性夹头、非标件加工、机床接杆为公司的主打产品美国科学家A.A.Voevodin提出沉积超硬DLC涂层的结构设计为Ti-TiC-DLC梯度转变涂层，使硬度由较软的钢基体逐渐提高到表层超硬的DLC涂层。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数控刀具涂层的分类
传统刀具涂层技术主要可分为两大类，但由于市场需求的变化及涂层技术本身的特性，物理涂层技术的发展受到了更大的关注。
PVD技术在得到飞跃性发展的同时，其应用市场也得到了广泛的拓展。
与最初发展相比，不仅涂层成分种类繁多，近几年来在涂层结构上更是有了突破性的发展，并已为市场所接受。
随着PVD技术在市场中愈来愈广泛的应用，认识了解各类涂层的特性及适用领域愈加显得重要。
因此本文拟对当前PVD涂层进行分类，并分析各类薄膜所适用领域，目的是让使用者对各类涂层有一个较系统的了解，更加合理地使用涂层刀具。
从PVD技术的发展和应用角度，笔者认为PVD涂层可按2种方法进行分类。
1. 按涂层成分分类
按涂层成分对涂层进行分类简洁、明了，基于对材料性能的认识，使用者容易了解涂层的功能，易为市场所接受，因此目前各涂层企业更多的是以不同的涂层成分向用户介绍、推荐其技术及产品。
按成分对涂层区分通常可分为两大类，即硬涂层和软涂层。
硬涂层以TiN、TiCN、TiAlN等为代表，包括了单层薄膜和复合薄膜，随着市场需求的变化及涂层技术的发展，新的涂层成分不断被开发出来，到目前为止所应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，通常为1000HV左右。
软涂层目前种类并不多，以MoS2、碳基薄膜为主，在切削加工领域内，其目的是通过在硬涂层表面覆盖一层这种薄膜，试图增加涂层表面的润滑性，改善被加工工件表面质量，以满足某些应用领域的需要。
2. 按涂层结构分类
尽管按成分进行涂层分类具有良好的市场基础，但从PVD技术的发展来看，涂层的内部结构的变化已越来越多地影响着涂层刀具的应用效果。
相同的涂层成分、不同的结构形式，可以导致涂层刀具使用效果的截然不同。
因此认识了解目前PVD涂层薄膜的结构形式，对于该项技术的实际应用有着十分重要的意义。
就目前PVD技术的发展状况，涂层薄膜结构大体可分类如下：
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生长方向上涂层成分是恒定的，这种结构的涂层可称之为普通涂层。
如果联系到PVD的发展历程，实际上在过去相当长的时期内一直采用这种技术，其中包含众所周知TiN、TiCN、TiAlN 等。
随着应用市场要求的不断提高，人们也愈加认识到这种涂层的局限性，无论是显微硬度、高温性能、薄膜韧性等都难于大幅度提高，但这种涂层在市场中仍占有一定比例。
b. 复合涂层
c. 由多种不同功能(特性)薄膜组成的结构可以称之为复合涂层结构膜，其典型涂层为目前的硬涂层+ 软涂层，每层薄膜各具不同的特征，从而使涂层更具良好的综合性能。
d. 梯度涂层
涂层成分沿薄膜纵向生长方向逐步发生变化，这种变化可以是化合物各元素比例的变化，如TiAl-CN中Ti、Al含量的变化，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。
可以预见这种结构能有效降低因成分突变而造成的内部微观应力的增加。
e. 多层涂层
多层涂层由多种性能各异的薄膜叠加而成，每层膜化学组分基本恒定。
目前在实际应用中多由2种不同薄膜组成，由于所采用的工艺存在差异，不同企业的多层涂层刀具，其各膜层的尺寸也不近相同，通常由十几层薄膜组成，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。
与单层涂层相比，多层涂层可有效地改善涂层组织状况，抑制粗大晶粒组织的生长。
f. 纳米多层涂层
这种结构的涂层与多层涂层类似，只是各层薄膜的尺寸为纳米数量级，又可称为超显微结构。
理论研究证实在纳米调制周期内(几纳米至几十纳米)，与传统的单层膜或普通多层膜相比，此类薄膜具有超硬度、超模量效应，其显微硬度超过40GPa 是可以预期的，并且在相当高的温度下，薄膜仍可保留非常高的硬度。
因此这类膜具有良好的市场应用前景，其典型代表为AlN+TiN、AlN+TiN+CrN 涂层等。
g. 纳米复合结构涂层
纳米复合结构涂层。
以(nc-Ti1-xAlxN)(/ -Si3N4)纳米复合相结构薄膜为例，在强等离子体作用下，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，而非晶态相又可阻止晶体位错的迁移，即使在较高的应力下，位错也不能穿越非晶态晶界。
这种结构薄膜的硬度可以达到50GPa 以上，并可保持相当优异的韧性，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异的表面质量，因此工业应用前景广阔。