高速钢刀具与硬质合金刀具一样,都是切削加工行业的精密工具。高速钢刀具比普通刀具更坚韧,切削效率更好。为了提升高速钢刀具各项性能,通常采用刀具涂层技术为其涂覆一层金属化合物或非金属化合物的薄膜,延长刀具寿命。涂层技术也在不断改进,从早期的单一涂层发展到如今的复合涂层。复合涂层是将两种或两种以上的单层涂层叠加涂覆,形成互补或增强的效果。复合涂层在高速钢刀具应用较多,下面小编为大家分享一下高速钢刀具复合涂层有哪些常见类型吧。
一、离子氮化与PVD复合涂层
高速钢刀具的硬度(特别是高温硬度)较低,切削加工时因热效应易使其软化变形,不能给涂层提供强有力的支撑,导致涂层开裂和剥落而失效。采用离子氮化+PVD复合处理涂层具有一定的应用前景。通过这样的复合处理可以弥补硬涂层硬度虽高,但硬化层很薄,硬度梯度陡峭,以及离子氮化处理硬化层虽厚,但表层硬度不高的不足,得到既有高的表面硬度,又有强化过渡层的复合涂层。
在沉积室对高速钢钻头进行离子氮化+ PVD/Ti-N复合处理。结果表明:钻头切削性能大大改善,甚至超过了Ti-AI-N 涂层钻头的切削性能;同时,在沉积过程中由于Ti与N的相互作用及其向基体内部的进一步扩散,使过渡层的硬度比单一离子氮化提高约1200 MPa,从而提高了复合涂层的承载能力和抗磨损能力。
二、混合PVD复合涂层
等离子体增强磁控溅射沉积(PMD)技术是一种变异的PVD技术,其特点是将离子轰击与溅射技术相结合,产生具有独特细微结构的硬质抗磨涂层。用PMD技术制备得到的Ti-N涂层具有很细微的结构、较高的残余压应力以及较高的结合强度,与弧蒸发和溅射法相比,利用该工艺制得的端铣刀、成型铣刀和滚齿刀等刀具寿命更长。
离子束辅助沉积(IBAD)技术是兼有气相沉积与离子注入优点的一种新型PVD技术。其特点是在冷相沉积涂层时,用具有一定能量的离子束轰击不断沉积着的物质,使沉积原子与基体不断混合,界面处原子相互渗透溶为一体,从而大大改善涂层与基体的结合强度。可在较低温度下制备C,N,B化合物膜,CBN和金刚石等超硬涂层。
高速钢刀具常见复合涂层类型
三、PVD与CVD复合涂层
等离子体化学气相沉积(PCD, Plasma CVD)技术是一种低温涂层技术,其特点是利用等离子体来促进化学反应,可降低沉积温度,目前,已可降至180~200℃。具有代表性的PCVD技术有:等离子体辅助化学气相沉积技术(PACVD, PlasmaAssisted-CVD)和等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD, Plasma Enhanced-CVD)。
利用PACVD技术在高速钢上制备得到Ti-N涂层,其摩擦磨损性能优于PVD/TiN涂层;利用PECVD技术在高速钢上制备得到T-N/Ti-AI-N 多层复合涂层,与PVD/Ti-N涂层相比,该涂层硬度高,抗磨损性能好,与基体结合强度高。
以上就是高速钢刀具复合涂层有哪些常见类型的相关内容介绍。通过上述内容可知,多种涂层结合形成的复合涂层能够进一步强化刀具表面的性能,但是不同的涂层技术有着不同的要求,在制备高速钢刀具复合涂层时要考虑不同涂层工艺在物理、化学等方面的作用,避免性能相抵。