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涂层技术与现代切削刀具的互动发展

表面改性技术

涂层技术与现代切削刀具的互动发展

袁家栋(天威赛利涂层技术有限公司,江苏苏州 215021)

摘要:近几年来,在经济全球化背景下,我国的制造业获得了空前发展的机遇,而现代切削刀具成了提升制造业技术水平的关键因素之一,不断提高的切削加工要求和被加工材料的能级以及减少切削加工对环境污染等有力地推动了用于现代切削刀具涂层技术的发展。膜系材料多元合金化,涂层工艺组合的多样化中出现的TiAlN、TiA-lCN、CrSiN等多元复合涂层和多层涂使刀具获得了高耐磨、低摩擦、热稳定性好和抗氧化能力强等良好的综合性能,大大提升了现代切削刀具的性能;纳米组分和纳米薄膜涂层的显微结构使得难加工材料的切削得到了新的解决办法;金刚石涂层和类金刚石涂层(DLC)在加工石墨零件和纤维增强等非金属材料和有色合金材料方面取得了良好的效果。为适应涂层工艺的发展,涂层的工艺装备亦实现了集成化、模块化和智能化。使涂层技术日趋个性化。涂层技术的发展也使现代切削刀具发展为一项高技术含量的产品,充分体现了两者发展的互动性。关键词:现代切削刀具;涂层技术;互动发展

中图分类号:TG16212TG174144 文献标识码:A 文章编号:0254-6051(2007)08-0001-04

InteractiveDevelopmentofCoatingTechnologyandModernCuttingTools

YUANJia-dong(TianweiCemeConTechnologyLtd.,SuzhouJiangsu 215021,China)

Abstract:Inrecentyears,underthebackgroundofglobalizationanunparalleleddevelopmentopportunityisprovidedforthemanufactoryindustryinourcountry.Themoderncuttingtoolshavebecomeakeyfactorforpromotingmanufactorytechnology.Inaddition,theconstantprogressiverequirementsforcuttingmachiningandthelevelofthematerialsma-chinedandalsoreducingtheenvironmentalpollutionandsoonhavepromotedthedevelopmentofcoatingtechnologyformoderncuttingtools.Themult-icompositescoatingsandmult-ilayercoatingssuchasTiAlN,TiAlCNandCrSiN,whichcomefromthemult-ialloyanddiversificationofcoatingprocessescombination,enablecoatingstoachievehighwearre-sistance,lowfrictioncoefficientandredhardnessaswellashighoxidationresistance,thusgreatlyadvancetheperform-anceofmoderncuttings.Nano-compositesandmicro-grainstructurehelpthematerialswithdifficultcuttingpropertiesto

obtainnewsolutions.DiamondcoatingandDLChaveachievedagoodeffectinnonmetalmaterialssuchasmachininggraphitecomponentsandfiberenhancedandalsononferrousalloymaterials.Toadapttothedevelopmentofcoatingprocesstheequipmentforcoatinghasalsoachievedintegration,modularizationandintelligentization,resultingintechno-logyindividuation.Thedevelopmentofcoatingtechnologyalsoreactstothemoderncuttingtoolsandmakesitbecomeakindofproductwithhightechnology.Thisfullyshowstheinteractivedevelopmentbetweenthetwo.Keywords:moderncuttingtools;coatingtechnology;interactivedevelopment

0 引言

涂层技术是构成现代切削刀具的三大核心技术之一,而现代切削刀具的发展亦成了涂层技术发展的动力,出现了二者彼此拉动,共同发展的局面。

近年来,在经济全球化的背景下,出现了新一轮的国际专业化分工,使我国的制造业获得了空前高速发展的机遇,而制造业的发展,离不开切削刀具,现代切削刀具更成了提升制造业技术水平的关键因素之一,有以下主要特点:切削加工的要求日趋提高,高速、高

作者简介:袁家栋(1938.01)),男,江苏苏州人,教授级高级工程师,主要从事金属材料热处理、PVD涂层技术等研究,已发表论文20篇,曾获国家科技进步三等奖1项、上海市科技进步三等奖2项及上海市优秀新产品奖1项等。联系电话:0512-89174929,13828000805 E-mai:lyuanjd@http://www.wenkuxiazai.com收稿日期:2007-03-16

精、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,如加工工件硬度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。面对这些变化,若要求在刀具的设计和制造工艺或刀具材料的整体性能上来适应这些要求,在技术上的难度是很大的,尤其对刀具材料而言,不仅在资源利用上极不经济,而且要求材料满足日趋复杂的综合切削性能,通常是难以做到的。而纵观刀具切削失效的大量实例可见,绝大部分的失效往往与材料表面的物理、化学、力学等状态构成的表面性能分不开,亦即,现代切削加工中对刀具材料的表面性能的要求愈来愈高,这就有力地推动了气相沉积技术等表面工程技术的研究,结果表明,可通过材料表面改

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