切削加工是精密机械制造行业的一项关键工序，对于机械制造的精密度有着重要影响。随着科技进步和生产力水平的提高，工业生产方面对于切削技术的要求也越来越高，传统的高速切削采用切削液冷却刀具，但是切削液很难到达切削区，因此干切削技术应运而生。干切削在加工过程中不用或只用微量切削液，减少环境污染，降低生产成本，实用性很强。但是干切削只用少量切削液，所以对刀具的性能要求更高。为此，工业上采用刀具涂层来改善刀具自身的性能，利用CVD或PVD沉积方法改善刀具表面性质。不同的涂层材料对刀具有不同的作用，从而影响干切削加工的效果。下面，小编为大家分享一下不同刀具涂层材料对干切削加工有何影响吧。
一、硬涂层材料的影响
碳化钛(TiC)是一种高硬度耐磨化合物，具有良好的抗摩擦磨损性能。氮化钛( TiN )的硬度稍低，但具有较高的化学稳定性，可大大减少刀具与工件之间的摩擦系数。在切削区高温条件下，碳化钛、氮化钛等涂层材料还可以被氧化生成一些较软的二氧化钛膜，起到很好的固体润滑剂的作用。硬涂层刀具已研究成功并投入使用，其寿命比未涂层硬质合金刀具提高了数十倍。
二、软涂层材料的影响
在某些情况下，一些材料并不适合采用硬涂层刀具加工，如航空航天工业中的一些高强度硬质合金铁合金等。这些材料在加工中非常粘刀，在刀具前刀面上生成积屑瘤，不仅增加切削热、降低刀具寿命，而且影响工件表面质量。
采用软材料涂层刀具可降低与工件材料的摩擦系数，降低切削力和切削温度，还可防止在刀刃上产生积屑瘤，提高表面加工质量，延长刀具寿命。常用的软涂层材料有二硫化钼、二硫化钽等。
刀具涂层
三、复合涂层材料的影响
由于与基体材料的物理化学性能差别太大，单一的涂层无法制成理想的涂层刀具，很难满足干切削的要求。为了弥补这一缺陷，综合各种材料优点的复合涂层材料在刀具涂层技术中逐渐占据了主导地位。碳氮化钛(TiCN)是在单一的碳化钛(TiC)晶格中，用氮原子占据原来碳原子在点阵中的位置而形成的复合化合物，具有碳化钛和氮化钛的综合性能，很适合于干式切削。
氮铝化钛(TiAlN)是氮化钛和三氧化二铝的复合化合物。氮铝化钛涂层具有较高的高温硬度和抗氧化性能，在切削温度很高的场合是常用的隔热除层，特别适用于干切削铸铁钢和不锈钢等零件。这种复合化合物涂层材料不但具有氮化钛的硬度和耐磨性，而且在切削过程中可氧化生成三氧化二铝，具有非常好的抗氧化磨损和抗扩散磨损性能，在干切削过程中，其效果比碳氮化钛好，已经成为干切削加工中广泛应用的涂层材料之一。
四、多涂层材料的影响
刀具涂层技术一方面要求涂层与基体之间有较高的结合强度，另一方面要求涂层材料与基体材料之间具有较低的化学活性。单涂层材料很难满足这种要求。如果构成涂层的化合物之间有比较好的互溶性，则由多种化合物构成的复合涂层就可获得更好的刀具性能。
例如，碳氮化钛材料涂层刀具具有强度高耐磨性好等优点，但热硬性较差。当切削速度超过180m/min时，刀具会迅速磨损。因此，在高速加工时要采用具有良好导热性的氮铝化钛涂层。但氮铝化钛涂层刀具在高速加工过程中会产生高溫，它与空气中的氧起化学反应后会在刀具和工件之间产生一层隔热层，从而严重降低刀具的性能。为解决这一问题，可在钻头上涂覆两层不同材料：WC/C涂在表层以减少摩擦和积屑瘤；下面涂以高硬度的氮铝化钛涂层，形成一个复合涂层，这样刀具的寿命可以提高3倍以上。
以上就是不同刀具涂层材料对干切削加工有何影响的相关内容介绍。通过上述内容可知，不同的涂层材料对干切削加工有着不同影响，硬涂层材料降低刀具与工件的摩擦系数，有着固体润滑剂的功效；软涂层材料降低切削力和切削温度，防止产生积屑瘤，提高加工质量；复合涂层材料有良好的抗磨损性能，而多涂层材料能延长刀具使用寿命。
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