根据涂层刀具基体材料的不同，涂层刀具可分为涂层硬质合金刀具、高速钢涂层刀具和超硬材料涂层刀具等。 按涂层材料的性质又可分为两类，一是“硬”涂层，另一种就是“软”涂层。“硬”涂层刀具主要目标是高的硬度和耐磨性，主要优点是硬度高、耐磨性好，典型的是TiN 和 TiC 涂层；“软”涂层刀具主要追求的是低摩擦系数，也称自润滑刀具，它与工件材料的摩擦系数很低，可减少粘结，降低切削力和切削温度。 

涂层硬质合金刀具是近 20 年以来发展最快的新型刀具，涂层工艺越来越成熟。所谓涂层硬质合金刀具，是指在硬质合金表面涂覆一层硬度和耐磨性很高的物质。在硬质合金刀具基体上涂覆一层或多层硬度高、耐磨性好的金属或非金属化合物薄膜(如 TiC, TiN, A12O3等)组成的涂层硬质合金刀具，能较好的解决刀具存在的强度和硬度之间的矛盾，这是切削刀具发展的一次革命。发展形式多样、不同组合的多层涂层硬质合金刀具及优化的复合涂层硬质合金刀具将成为涂层发展的新前景。 




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高速切削硬质合金刀具在高速切削钛合金时，切削温度很高，硬质合金材料中的WC、TiC 和Co 会与空气中氧起化合作用，形成硬度和强度较低的氧化膜。由于空气不易进入切削区，所以容易在高速切削硬质合金刀具磨损边缘位置形成氧化膜。在切削时受工件表面中氧化皮、冷硬层和硬杂质点对氧化膜连续摩擦，会造成后刀面的氧化磨损。当磨损量大时，就会形成氧化磨损沟槽。

YG8高速切削硬质合金刀具仍以黏结磨损为主，YT15和YW2刀具的主要磨损形式由黏结磨损向扩散和氧化磨损转化，且YW2刀具的氧化磨损和扩散磨损更加明显。低速切削时硬质合金刀具主要以黏结磨损为主，黏结相Co 的质量分数较低会导致刀具快速磨损。YG8高速切削硬质合金刀具仍以黏结磨损为主；YT15刀具在主要发生黏结磨损的同时会产生一定程度的扩散磨损、氧化磨损，高温导致的Co黏结相失效是高速切削硬质合金刀具磨损的主要原因。




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仲钨酸铵(APT)作为粉末冶金工业的原料,具有生产工艺流程简单、成品纯度高、易贮运等优点,因而近些年成为热销产品。随着新型硬质合金及灯丝品种的不断开发,其优异的性能使人们逐渐认识到,作为原料仲钨酸铵的物理形貌会对后续产品碳化钨及钨粉性能产生深远影响。

粗晶粒仲钨酸铵平均粒度:取合成干样10g,压成2mm厚圆片,在张氏粒度仪上,采用空气透过法,测得试样的平均费氏粒度。粒度分布:取合成样品10g,在1%NH4NO3水溶液中,用38～175μm绢筛湿筛APT,测烘干后各筛上物质量百分数。

在60℃水浴温度及一定的真空度下,将一定浓度的300mLAT溶液放入500mL3口瓶中,搅拌蒸发至析出乳白色的晶核,1/2h内升温至主期蒸发温度,同时用该浓度的AT溶液通过伸入瓶底的分液漏斗连续调节溶液的pH值,并控制在一定的范围内,主期减压蒸发时间为8h,冷却至50℃,减压抽滤,用20mL1%NH4NO3洗涤沉淀,抽干,10mL蒸馏水洗涤,抽干,最后将产品置于100℃恒温干燥箱内静态干燥3h,即得产品。

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仲钨酸铵(APT)作为粉末冶金工业的原料,具有生产工艺流程简单、成品纯度高、易贮运等优点,因而近些年成为热销产品。随着新型硬质合金及灯丝品种的不断开发,其优异的性能使人们逐渐认识到,作为原料仲钨酸铵的物理形貌会对后续产品碳化钨及钨粉性能产生深远影响。

钨酸铵溶液自生晶核后的pH值及其控制范围△pH对其生长速率有显著影响,在主期蒸发温度(90±5)℃、pH值7.9±0.1、常压连续蒸发8h,可以制得费氏平均粒度40μm以上球形均匀仲钨酸铵产品。

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单晶仲钨酸铵粉体具有良好的流动性，由单晶仲钨酸铵经焙烧－氢还原制取的钨粉，在压制过程中因滑动磨擦阻力小，坯料的空洞缺陷明显降低，加工材料的力学性能大幅度提高。由于抗拉、抗断裂性能好，拉制过程钨丝的成品率为90％，而以多晶仲钨酸铵为原料生产的钨丝其成品率仅为70％。因此，单晶仲钨酸铵成为生产车用高品质钨丝的必选粉体原料。此外，单晶仲钨酸铵粉体具有较高的松装密度，坯料中晶粒间隙小而均匀，力学缺陷少，压实密度高，以其制取的合金材料其抗压、抗剪力、抗冲击性能优良。如以单晶仲钨酸铵制取的顶锤寿命是以多晶仲钨酸铵制取的2～3倍。由于配重作用大，单晶仲钨酸铵是生产装甲弹、高密度合金、微钻、数控刀片等高性能钨材料的优良粉体原料。

晶核出现前，搅拌转速为30r／min；晶核出现时，搅拌转速为50r／min；晶核出现1h后，搅拌转速为70r／min；结晶后期至结晶结束，搅拌转速为70～90r／min。在此工艺条件下，所得产品仲钨酸铵单晶率达到最佳值；适当降低结晶前期温度，仲钨酸铵粉体单晶率有较大提升空间，在结晶温度为80。C时达到最佳值，单晶率为96％。所研发的单晶仲钨酸铵粉体制备流体层流控制技术及其装置，可有效减少晶粒间的碰撞，使制备出的单晶仲钨酸铵粉体单晶率达90％以上。

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单晶仲钨酸铵粉体具有良好的流动性，由单晶仲钨酸铵经焙烧－氢还原制取的钨粉，在压制过程中因滑动磨擦阻力小，坯料的空洞缺陷明显降低，加工材料的力学性能大幅度提高。由于抗拉、抗断裂性能好，拉制过程钨丝的成品率为90％，而以多晶仲钨酸铵为原料生产的钨丝其成品率仅为70％。因此，单晶仲钨酸铵成为生产车用高品质钨丝的必选粉体原料。此外，单晶仲钨酸铵粉体具有较高的松装密度，坯料中晶粒间隙小而均匀，力学缺陷少，压实密度高，以其制取的合金材料其抗压、抗剪力、抗冲击性能优良。如以单晶仲钨酸铵制取的顶锤寿命是以多晶仲钨酸铵制取的2～3倍。由于配重作用大，单晶仲钨酸铵是生产装甲弹、高密度合金、微钻、数控刀片等高性能钨材料的优良粉体原料。

晶核出现前，搅拌转速为30r／min；晶核出现时，搅拌转速为50r／min；晶核出现1h后，搅拌转速为70r／min；结晶后期至结晶结束，搅拌转速为70～90r／min。在此工艺条件下，所得产品仲钨酸铵单晶率达到最佳值；适当降低结晶前期温度，仲钨酸铵粉体单晶率有较大提升空间，在结晶温度为80。C时达到最佳值，单晶率为96％。所研发的单晶仲钨酸铵粉体制备流体层流控制技术及其装置，可有效减少晶粒间的碰撞，使制备出的单晶仲钨酸铵粉体单晶率达90％以上。

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钨酸钠和仲钨酸按为重要的化工原料及钨冶金生产中的重要中间产品。目前,国内工业上生产高纯钨酸钠主要是用钨精矿作原料,因此生产成本较高。

用高钙、高杂质钨细泥制备高纯钨酸钠和仲钨酸铵的新工艺 ,采用碱法热球磨分解技术和离子交换除钼的新工艺,可保证在低碱耗下钨的平均分解率达96.92％以上,分解得到的钨酸钠溶液中杂质磷、砷、硅含量接近经典法处理钨精矿的水平。将粗钨酸钠溶液一次蒸发结晶后用离子交换法除钼。再经二次蒸发结晶可得到高纯钨酸钠。一次蒸发结晶后的钨酸钠溶液经离子交换转型为钨酸铵溶液后再经离子交换法除钼,可得到高纯仲钨酸铵。本工艺具有流程短、回收率高,对环境无不利影响等特点,有明显的经济效益和社会效益。

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在W-ThO2系合金中，由于添加适量的热稳定性好的弥散的ThO2质点，不仅可以降低电子逸出功，还可抑制钨晶粒长大，使材料具有很高的再结晶温度、优异的高温强度和抗蠕变性能。钨钍合金不仅是广泛使用的热电子发射材料，而且是优异的电极材料。

钨铼合金中，铼的添加,不仅能提高材料强度,提高合金的再结晶温度约200～400℃，使二次再结晶后塑性好、晶粒长大缓慢，而且可以显著降低塑性－脆性转变温度。添加的铼如超过30％，就会损害合金的加工性能。钨铼合金还具有较高的热电势，在2200℃下，其热电势与温度成直线关系。钨铼热电偶测量温度可高达3000℃，是优异的高温热电偶材料。




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涂层硬质合金刀具具有优良的机械性能，能够提高机械加工效率和刀具使用寿命。合理选用涂层硬质合金刀具是降低产品加工成本、提高产品质量的有效途径。虽然涂层硬质合金刀具虽有许多优点，使用也越来越广泛，但它还不能完全代替普通未涂层硬质合金刀具。

(1)涂层硬质合金刀具的强度和韧性都低于未涂层硬质合金刀具，因此涂层刀具不适合特别重负荷下的粗加工和冲击大的间断切削，也不适合加工带硬质夹杂物的材料。
(2)为了增强涂层刀片的刀刃强度，涂层刀片要经过刀刃钝圆处理，因而涂层刀片不如未涂层硬质合金刀具锋利，故不适合进给量很小(如<0 .015mm)的精加工。
(3)涂层硬质合金刀具在低速切削时，容易产生剥落、崩碎等现象，故不宜用于低速切削。
(4)涂层硬质合金刀具不适合加工耐热合金、钛合金、非金属材料及有色金属。
(5)一般涂层硬质合金刀具对深孔钻削、切断、螺纹加工和切屑难以排出的加工效果欠佳。



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多涂层硬质合金刀具的涂层组合方式多种多样，适应的加工条件也各不相同，加工中应根据被加工材料性质及加工特点而设计涂层成份、涂层厚度。常用的多涂层硬质合金刀具大致可分为四大系列：TiC/TiN、TiC/TiCN/TiN、TiC/Al2O3 和TiC/Al2O3/TiN。前两类适用于普通半精及精切加工，后两类适用于高速及重负荷切削。

多涂层硬质合金刀具综合了单涂层的优点。例如，TiC-Al2O3 -TiN 三涂层刀片，在基体上涂覆的TiC涂层可保证涂层与基体的牢固粘结，并使刀片在中、低速切削条件下有高的抗机械磨损性能;在其上涂覆Al2O3 涂层，则可获得在高温下有良好的化学稳定性和绝热性，使刀片基体不会因温度太高而产生塑性变形，因而在高速切削时有高的耐用度;在Al2O3 涂层上再涂覆一层TiN ，则可使刀具的摩擦系数小，切屑能顺利排出，可降低切削温度和防止粘刀现象，减少刀具的月牙洼磨损，而且还可减少积屑瘤的产生。在实际生产中应根据被加工材料的性质及加工特点选用合理的涂层。




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单TIAiN涂层硬质合金刀具的种类繁多，有TiC涂层硬质合金刀具、TiN涂层硬质合金刀具、Al2O3涂层硬质合金刀具、TIAiN涂层硬质合金刀具等。与其他涂层硬质合金刀具相比，TIAiN涂层硬质合金刀具具有独特的优越性能。

TiAlN涂层硬质合金刀具的抗氧化性极好，涂层材料开始分解的温度比其他涂层要高，这种特性可使刀具免受高温的危害，从而保护切削刃。TiAlN涂层硬质合金刀具适合模具的精加工，在无切削液的情况下，TiAlN涂层硬质合金刀具可以高速切削淬火钢，而不受所产生的切削热影响。TiAlN涂层硬质合金刀具的价格比其他涂层刀高30 %左右，而使用寿命可提高3-4 倍。TiAlN涂层刀具虽然有很高的热稳定性，但若在传统的切削参数下工作，其寿命不比普通TiN涂层硬质合金刀具长，只有在高速切削条件下，其使用寿命才能大幅度提高。


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