碳化鎢刀具技術新突破刀具改進成重要因素

以PVD技術開發的陶瓷硬膜的種類日漸增多，包括氮化鈦、碳氮化鈦、碳化鈦、氧化鋁、類鑽膜和氮化鋁鈦等。其中，碳化鎢刀具因有較高耐磨性和硬度，在刀具市場上的比重日益增加。此類陶瓷硬膜目前應用於刀具或模具上，不但可提高刀具表面耐磨性，且不失金屬基材的韌性。

隨著近來機床技術的新突破，切削加工已走向高速化，以縮短切削時間和提高加工件表面精度。“當前機床發展趨勢為高轉速、高精度及高品質。”高速運轉作業對模具、切削刀具、機械配件的表面處理要求亦愈來愈高。延長使用年限、降低生產成本、創造較高利潤，是業者共同追求的目標。

為了配合高速加工、大量節省加工時間與成本，刀具的改進已成為重要的因素。碳化鎢刀具加工時要獲得最佳效益必須選擇適當的表面處理，中、重負荷模具需採用CVD高溫鍍鈦，輔以精密真空熱處理，才能達到可接受的變形量。此部分常用于冷鍛沖模、油壓抽引模、碳化鎢抽線、抽管。在中、低負荷或精度要求嚴格的刀具、模具及機械配件的應用上，則以低溫150℃～500℃PVD鍍鈦較為適當。高鋁含量的氮化鋁鈦很容易在硬膜的表面生成氧化鋁。這一層氧化膜可使氮化鋁鈦陶瓷硬膜的耐氧化溫度達攝氏923度，可保護碳化鎢刀具高速切削加工時的刃口耐氧化和保持高溫硬度。

然而，氮化鈦和碳氮化鈦雖然在高溫時亦會生成二氧化鈦氧化膜，但卻不易黏著在硬膜上而隨切屑剝落，使硬膜缺乏保護，快速氧化、劣化。因此，無論高溫或低溫鍍膜的表面處理都必須選擇適當的底材及穩定的熱處理，輔以表面細磨精拋的前處理，才能臻于完善。超高溫樹脂結合劑金剛石砂輪的加工效率低於METROX砂輪，由於該砂輪結合強度高、生產週期短、加工成本低，特別是在磨削刀具刃口時不易造成崩刃，並能根據使用要求，修磨成各種形狀複雜的成型砂輪，因此在生產中仍被長期廣泛使用。

如何進一步改進此類砂輪的磨削性能，也成為當前的一項重要工作。隨著刀具設計、製造和使用技術的快速發展，以及刀具產量的不斷增加，目前，超高溫樹脂結合劑金剛石砂輪仍不能完全滿足大批量生產刀具的要求，其數量和品質仍有進一步發展的空間。


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