硬質合金塗層材料的選擇

詳細內容: 分類：鎢的知識; 發佈於：2013-08-13, 週二 08:56; 點擊數：822

刀具磨損機理研究表明，在高速切削時，刃尖溫度最高可達900℃，此時刀具的磨損不僅是機械磨損，還有粘結磨損、擴散磨損及氧化磨損。因此，可將切削過程視為一個微區的物理化學變化過程。硬質合金塗層材料的選擇對於塗層能否在刀具上發揮其應有的作用有很大的影響。

碳化鈦是一種高硬度耐磨化合物，有著良好的抗摩擦磨損性能；氮化鈦的硬度稍低，但卻有較高的化學穩定性，並可大大減少刀具與被加工工件之間的摩擦係數。從塗層工藝性考慮，兩者均為較理想的塗層材料，但無論談化鈦還是氮化鈦，單一的塗層均很難滿足高速切削對刀具塗層的綜合要求。

碳氮化鈦(TiCN)是在單一的TiC晶格中，氮原子(N)佔據原來碳原子(C)在點陣中的位置而形成複合化合物，TiCxNy中碳氮原子的比例有兩種比較理想的模式，即TiC0.5N0.5和TiC0.3N0.7。由於TiCN具有TiC和TiN的綜合性能，其硬度高於TiC和TiN，因此是一種較理想的刀具塗層材料。

在抗氧化磨損和抗擴散散磨損性能上，沒有任何材料能與氧化鋁(Al2O3)相比。但由於氧化鋁與基體合金的物理、化學性能相差太大，單一的氧化鋁塗層無法製備出理想的塗層刀具。多塗層及相關技術的出現，使塗層既可提高與基體的結合強度，同時又能具有多種材料的綜合性能。

到目前為止，硬質合金刀片的塗層大致可分為4大系列：TiC/TiN、TiC/TiCN/TiN、TiC/Al2O3和TiC/Al2O3/TiN。前兩者適用于普通半精及精切加工，後兩者適用於高速及重負荷切削。

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