碳化鎢刀具高速切削加工比重日益增加

以PVD技術(shù)開(kāi)發(fā)的陶瓷硬膜的種類(lèi)日漸增多，包括氮化鈦、碳氮化鈦、碳化鈦、氧化鋁、類(lèi)鉆膜和氮化鋁鈦等。此類(lèi)陶瓷硬膜目前應(yīng)用于刀具或模具上，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(lái)機(jī)床技術(shù)的新突破，切削加工已走向高速化，以縮短切削時(shí)間和提高加工件表面精度。

“當(dāng)前機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)為高轉(zhuǎn)速、高精度及高品質(zhì)。”羅百輝表示，高速運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)對(duì)模具、切削刀具、機(jī)械配件的表面處理要求亦愈來(lái)愈高。延長(zhǎng)使用年限、降低生產(chǎn)成本、創(chuàng)造較高利潤(rùn)，是業(yè)者共同追求的目標(biāo)。

為了配合高速加工、大量節(jié)省加工時(shí)間與成本，刀具的改進(jìn)已成為重要的因素。碳化鎢刀具因有較高耐磨性和硬度，在刀具市場(chǎng)上的比重日益增加。

羅百輝認(rèn)為 ，加工時(shí)要獲得最佳效益必須選擇適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?，中、重?fù)荷模具需采用CVD高溫鍍鈦，輔以精密真空熱處理，才能達(dá)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(xiàn)、抽管。在中、低負(fù)荷或精度要求嚴(yán)格的刀具、模具及機(jī)械配件的應(yīng)用上，則以低溫(150℃～500℃)PVD鍍鈦較為適當(dāng)。

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(dá)攝氏923度，可保護(hù)碳化鎢刀具高速切削加工時(shí)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(shí)亦會(huì)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(hù)，快速氧化、劣化。因此，無(wú)論高溫或低溫鍍膜的表面處理都必須選擇適當(dāng)?shù)牡撞募胺€(wěn)定的熱處理，輔以表面細(xì)磨精拋的前處理，才能臻于完善。

超高溫樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石砂輪的加工效率低于METROX砂輪，由于該砂輪結(jié)合強(qiáng)度高、生產(chǎn)周期短、加工成本低，特別是在磨削刀具刃口時(shí)不易造成崩刃，并能根據(jù)使用要求，修磨成各種形狀復(fù)雜的成型砂輪，因此在生產(chǎn)中仍被長(zhǎng)期廣泛使用。如何進(jìn)一步改進(jìn)此類(lèi)砂輪的磨削性能，也成為當(dāng)前的一項(xiàng)重要工作。

隨著刀具設(shè)計(jì)、制造和使用技術(shù)的快速發(fā)展，以及刀具產(chǎn)量的不斷增加，目前，超高溫樹(shù)脂結(jié)合劑金剛石砂輪仍不能完全滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)刀具的要求，其數(shù)量和質(zhì)量仍有進(jìn)一步發(fā)展的空間。為此，上海中羽公司正在進(jìn)一步研究如何提高這種砂輪的磨削性能，特別是對(duì)結(jié)合劑的耐磨性、結(jié)合劑與金剛石磨料的結(jié)合強(qiáng)度和自銳性等進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究，取得了較大進(jìn)展。試驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)后的砂輪磨削效率可在原有基礎(chǔ)上提高大約20%，砂輪壽命可提高大約50%。