刀具涂层

摘要： 目的 探究硬质合金基体渗碳处理对涂层刀具高温元素扩散、高温力学性能和切削性能的影响。方法通过高温渗碳和PVD方法制备了渗碳涂层刀具。采用SEM观察渗碳前后基体的表面形貌。采用维氏硬度计表征渗碳硬质合金基体截面的硬度分布。采用EDS对基体截面进行成分分析。采用XRD对涂层进行物相分析。利用纳米压痕仪对涂层高温退火硬度、弹性模量进行了表征。选用SKD-11冷作模具钢进行了干式切削实验。结果 经过渗碳处理后,硬质合金车刀基体形成了表面层贫Co、近表面层富Co的梯度结构,在距基体表面0-900μm的深度范围内,基体硬度呈现梯度变化。高温下,在均质硬质合金基体上沉积的涂层中检测到Co元素,而渗碳硬质合金基体的涂层中未检测到明显的Co元素。在沉积态、800°C真空退火和1100°C真空退火3种条件下,渗碳涂层车刀的硬度(分别为33、32、22.5 GPa)均高于均质硬质合金涂层车刀(分别为31、30、18.5 GPa)。均质硬质合金裸刀的车削长度为-80 m时达到磨钝标准,渗碳涂层车刀的车削长度为-1100m时达到磨钝标准。结论 渗碳处理显著抑制了硬质合金基体中的Co在高温下向涂层内部扩散,增强了涂层高温稳定性,使得涂层在高温下仍能维持较高的力学性能,同时显著改善了涂层刀具的干式车削寿命。

摘要： 铁钢,男,博士,教授,2010年博士毕业于中国科学院金属研究所,先后在瑞典隆德大学和韩国釜山大学留学。现就职于天津职业技术师范大学,担任刀具涂层方向学术带头人,学科办副主任、研究生处副处长,天津市高速切削与精密加工重点实验室副主任;期刊《中国有色金属学报》《表面技术》《材料工程》《航空材料学报》《装备环境工程》《材料保护》青年编委;有色金属智库认证专家,中国表面工程协会行业专家。长期致力于刀具涂层和高温防护涂层的设计与研发工作,率领团队承担国家自然科学基金、天津市科技重大专项等省部级以上项目20余项,历经多年攻关,在刀具涂层技术上取得突破.

摘要： 随着难加工材料和绿色干切削等先进加工技术的开发与广泛应用,刀具切削环境日益严苛,刀具涂层材料不断更新换代。涂层材料已由最初的二元涂层逐渐发展成三元及多元涂层,结构由单层逐渐向多层、梯度、复合结构转变。首先总结了几种常用二元涂层的性能和特点。再以Ti基和Cr基三元及多元涂层为例,阐述了掺杂元素对涂层微观结构和性能的影响及强化机制,分析了多元涂层的研究现状和面临的难题,以及多种掺杂元素的协同作用机制。还讨论了纳米晶/非晶复合结构涂层、纳米多层涂层以及梯度涂层的结构优势及研究现状,介绍了金刚石、类金刚石和立方氮化硼三种超硬涂层以及具有低摩擦因数软涂层的特点和研究进展。最后介绍了近几年研究的热点涂层(如高熵合金涂层、含氧涂层和多元多层复合涂层)的研究现状,并对刀具涂层的未来发展方向进行了展望。

摘要： 切削过程中往往伴随着较大的应力和应变以及切削热的明显积累,导致刀具表面快速磨损,不利于工件高性能切削。刀具涂层是通过在常规刀具表面沉积一层具有高硬度、抗摩擦、化学惰性和抗氧化的材料来制备的。涂层材料减少了刀具与工件之间的摩擦和相互作用,减少了磨损,提高了涂层刀具的使用寿命和切削效率。

摘要： 为了研究SiC/SiC复合材料的加工性和在钻削过程中的切削力、刀具磨损和孔质量,使用整体硬质合金钻头和金刚石涂层的硬质合金钻头对SiC/SiC复合材料进行钻削试验,并设计正交试验对刀具的几何角度参数和钻削过程中的的切削力的关系进行分析,加工后观察刀具磨损和孔出口质量.结果表明:在低转速低进给条件下,金刚石涂层的硬质合金钻头适合加工SiC/SiC复合材料.在加工参数不变的条件下,对切削力影响最大的角度因素为螺旋角,其次是顶角,后角影响最小,并根据正交试验的结果得出一组最优刀具角度参数:顶角118°,螺旋角20°,后角16°.刀具的主要磨损形式是涂层脱落,孔出口缺陷的主要形式是毛刺和纤维拔出.

摘要： 通过电弧/溅射复合技术沉积刀具涂层,不仅可以规避单一沉积技术的固有缺陷,拓宽材料的选择范围,且其纳米多层结构能够有效结合不同组元的特性,协同提升涂层性能,有望为难加工材料的切削提供高性能涂层解决方案。首先对电弧/溅射复合技术的发展历史进行了回顾,概述了早期"ArcBond Sputtering"技术凭借多功能阴极弧源实现同一靶材在电弧与溅射两种沉积模式的自动切换,有效结合不同沉积技术的优势。在此基础上,重点综述了近年国内外研究机构及企业应用端关于复合沉积技术在刀具涂层领域的研究进展,包括利用电弧/溅射复合沉积制备高硬度纳米复合结构涂层;通过磁控溅射拓宽靶材成分的选择范围,电弧层与溅射层交替沉积制备具有摩擦自适应性的纳米多层刀具涂层;设计从底层电弧支持层向顶层非晶功能层过渡的涂层结构,采用高功率脉冲磁控溅射沉积非晶层(例如SiBCN与TiB_2),打断电弧层柱状晶的连续生长,涂层表现出致密的结构与优异的高温性能。此外,还总结了笔者对电弧/溅射复合沉积AlTiN以及AlTiN/AlCrN涂层的性能研究。最后,对国内复合沉积刀具涂层的应用前景以及尚待解决的科学问题进行了总结与展望。

摘要： 自2004年进入中国市场以来,作为全球领先的涂层技术和市场的引导者,欧瑞康巴尔查斯一直凭借创新,不断谱写着新的篇章,诸多新技术的研发与应用、以客户为本的发展理念、服务观念的转变以及涂层中心的扩张等,都更加稳固了欧瑞康巴尔查斯作为涂层领域的领头羊地位。为了进一步了解刀具涂层如何帮助汽车制造降本增效,AI《汽车制造业》记者深入采访了欧瑞康巴尔查斯涂层(苏州)有限公司刀具事业线负责人李双会先生,请他为我们分享欧瑞康巴尔查斯的技术创新理念、面向汽车行业的特色产品、汽车零部件制造加工的成功案例,以及对于未来发展的思考与展望。

摘要： 对汽车发动机刀具涂层技术的应用现状进行了分析,阐述了各种涂层的性能和特点,并从涂层应用和工艺角度出发,对汽车发动机刀具涂层技术的发展方向与应用进行了探讨。

摘要： 作为具有广泛应用前景的加工工艺,硬态切削以其加工柔性、经济性和环保性等优点,在汽车、模具等行业被广泛应用.该工艺成功实施的关键因素是刀具的合理选择及其性能的发挥.该技术近年来发展迅速,诸多人员和机构对硬态切削工艺所用的刀具进行了深入的研究,有效地推动了该工艺的应用.本文综述了近年来针对硬态切削工艺用刀具的刃型结构、材料选择、刀具涂层等方面的研究成果,并分析了目前被广泛采用的典型刀具型号及其性能,从而为硬态切削工艺用刀具的选用及设计提供指导作用.

摘要： 通过涂层划擦试验比较了PVD TiCrAlN和AlTiN两种刀具涂层与基体的结合强度,利用超声辅助振动的方式,用金刚石压头对两种涂层进行不同振幅下的高频冲击试验.采用扫描电子显微镜(SEM)和3D轮廓仪等对冲击后涂层的表面破坏形式和压痕形状进行检测,比较两种涂层的抗冲击能力,分析了涂层冲击失效机理.结果表明,TiCrAlN要比AlTiN涂层与基体界面处的结合力好;涂层在受到冲击时产生侧向裂纹和径向裂纹等疲劳失效形式;涂层在冲击载荷下受到的最大拉应力靠近冲击中心接触区边界;TiCrAlN和AlTiN涂层硬度相近,TiCrAlN比AlTiN涂层抗冲击韧性好,原因可能是:TiCrAlN要比AlTiN涂层与基体界面处的结合力好,涂层与基体界面的结合力影响了刀具涂层的抗冲击疲劳强度.

摘要： 通过涂层划擦试验比较了PVD TiCrAlN和AlTiN两种刀具涂层与基体的结合强度,利用超声辅助振动的方式,用金刚石压头对两种涂层进行不同振幅下的高频冲击试验.采用扫描电子显微镜(SEM)和3D轮廓仪等对冲击后涂层的表面破坏形式和压痕形状进行检测,比较两种涂层的抗冲击能力,分析了涂层冲击失效机理.结果表明,TiCrAlN要比AlTiN涂层与基体界面处的结合力好;涂层在受到冲击时产生侧向裂纹和径向裂纹等疲劳失效形式;涂层在冲击载荷下受到的最大拉应力靠近冲击中心接触区边界;TiCrAlN和AlTiN涂层硬度相近,TiCrAlN比AlTiN涂层抗冲击韧性好,原因可能是:TiCrAlN要比AlTiN涂层与基体界面处的结合力好,涂层与基体界面的结合力影响了刀具涂层的抗冲击疲劳强度.

摘要： 高精度机械加工是制造业未来发展的重要趋势之一.高精度机械加工不仅对加工设备(如:机床)提出很高的要求,对加工刀具的要求也非常苛刻.刀具涂层的表面状态对加工刀具性能影响巨大,直接影响着加工效率、制造成本和产品的加工精度.该论文在对刀具涂层表面分析的基础上,将刀具涂层缺陷进行了分类,探讨了涂层缺陷形成机制及其对高精度切削加工的影响,列举了国外先进涂层缺陷处理技术,并提出今后涂层缺陷研究的发展方向.

摘要： 本文依据目前刀具涂层的实际状况,提出了刀具涂层的分类方法,并针对各种切削加工方式,分析了涂层刀具的选择依据.

摘要： 涂层硬质合金刀具切削过程中,由于涂层刀具与工件接触、受力导致涂层刀具产生裂纹,乃至出现涂层局部剥落而破坏的现象,进而影响其切削性能以及加工效率.本文首先建立硬质合金涂层刀具和工件的离散元模型,再采用划痕法、三点弯曲法等试验对所建立的离散元模型微观参数进行校准,通过对校准后的离散元模型添加周期性的边界条件模拟硬质合金涂层刀具切削过程,观察刀具涂层的裂纹扩展和破坏情况,并分析切削加工用量对刀具涂层裂纹的扩展和破坏的影响.

摘要： 本文通过对涂层钻头这种新型刀具的介绍，从车架钻头的使用现状、刀具涂层的发展、 涂层钻头的技术分析、涂层钻头应用等方面，阐述车架钻孔采用新涂层钻头是未来的发展方向。

摘要： 随着高速、干式切削技术的发展,要求刀具涂层在具备高硬度的同时还应具有优良的高温抗氧化性.1987年发现两种氮化物以纳米量级交替沉积形成多层结构时常伴有硬度异常升高的超硬效应,据此,Sproul于1996年提出了采用两种氧化物制备纳米多层膜的技术路线,以期获得同时具有高硬度和优良抗氧化性能的纳米多层膜.但按此技术路线制备的Al2O3/ZrO2和Y2O3/ZrO2纳米多层膜并未获得预期效果.最近,我们采用氮化物晶体层的模板作用强制氧化物层晶化的技术路线,已成功制备了具有超硬效应的TiN/SiO2和TiN/Al2O3纳米多层膜.然而,在这些多层膜中TiN、SiO2和Al2O3均是采用化合物靶在Ar气氛中通过射频溅射获得的.由于陶瓷靶溅射速率低,这种制备纳米多层膜的方法难以在工业生产中推广应用.为了获得高沉积速率的氮化物/氧化物纳米多层膜,本文研究了在Ar、N2混合气氛中采用反应溅射方法制备ZrN/AlON纳米多层膜并研究了其生长结构。

摘要： 立方氮化硼(cBN)是一种高硬度、耐辐射、耐腐蚀、抗高温的宽禁带(Eg=6.4eV)多功能性材料,因其在机械、电子、物理化学等方面独特的性质,高品质cBN薄膜、厚膜以及外延生长一直是材料科学等领域的研究热点和难点之一.本文在对国内外cBN薄膜的最新研究进展及多功能性应用等方面进行了系统的综述,提出了cBN膜工业化亟待解决的基本问题,即结晶度差、内应力高、稳定度低等问题,并且详细介绍了cBN膜在多功能应用领域里的研究进展.

摘要： 立方氮化硼(cBN)是一种高硬度、耐辐射、耐腐蚀、抗高温的宽禁带(Eg=6.4eV)多功能性材料,因其在机械、电子、物理化学等方面独特的性质,高品质cBN薄膜、厚膜以及外延生长一直是材料科学等领域的研究热点和难点之一.本文在对国内外cBN薄膜的最新研究进展及多功能性应用等方面进行了系统的综述,提出了cBN膜工业化亟待解决的基本问题,即结晶度差、内应力高、稳定度低等问题,并且详细介绍了cBN膜在多功能应用领域里的研究进展.

摘要： 立方氮化硼(cBN)是一种高硬度、耐辐射、耐腐蚀、抗高温的宽禁带(Eg=6.4eV)多功能性材料,因其在机械、电子、物理化学等方面独特的性质,高品质cBN薄膜、厚膜以及外延生长一直是材料科学等领域的研究热点和难点之一.本文在对国内外cBN薄膜的最新研究进展及多功能性应用等方面进行了系统的综述,提出了cBN膜工业化亟待解决的基本问题,即结晶度差、内应力高、稳定度低等问题,并且详细介绍了cBN膜在多功能应用领域里的研究进展.

摘要： 本公开的涂层刀具具备基体、以及位于基体之上的涂层。涂层具有多个含有铝以及钛的AlTi层、以及多个含有铝以及铬的AlCr层，AlTi层以及AlCr层交替地配置。涂层具有多个越远离基体则AlTi层的厚度越厚的第一区域、以及多个越远离基体则AlTi层的厚度越薄的第二区域，在涂层的厚度方向上，第一区域以及第二区域交替地存在。

摘要： 本发明公开了一种硬质合金涂层刀具制备方法及涂层刀具，其技术方案为：在刀具基体上循环采用沉积、应力调控、涂层表面蚀刻操作，直至获得所需厚度及内应力水平的硬质合金涂层；其中，应力调控步骤为对沉积涂层的刀具施加一个或多个热循环，使温度从沉积温度升温至第一设定温度后降至第二设定温度。本发明克服现有阴极电弧离子镀技术难以实现厚膜涂层的缺陷，并能够实现硬质合金涂层的内应力控制，从而提高刀具在镗削蠕墨铸铁材料时的切削性能。

摘要： 本公开的涂层刀具具备基体、以及位于该基体上的涂层。该涂层含有由选自周期表4、5、6族元素、Al、Si、B、Y以及Mn中的至少一种元素、以及选自C、N以及O中的至少一种元素构成的立方晶结晶。在所述立方晶结晶的关于(111)面的正极点图的α轴上的X射线强度分布(111)中，最大峰值存在于50°以上的区域中。在将所述最大峰值的强度设为Imax时，所述最大峰值的0.8Imax的峰值宽度为20°以上，90°的强度为0.78Imax以上。本公开的切削刀具具备刀柄，其从第一端朝向第二端延伸，且在所述第一端侧具有刀槽；以及上述记载的涂层刀具，其位于所述刀槽。

摘要： 本发明的涂层刀具具备基体、以及位于该基体上的覆盖层。所述覆盖层具备位于所述基体的附近的厚度为1μm以上的第一层、以及位于比该第一层远离所述基体的位置的第二层。使相对于纯水分散有3质量％的平均粒径为1.1～1.3μm的球形的Al2O3粒子的液体(A)与所述第二层碰撞而测定得到的所述第二层的侵蚀率(A2)为0.4μm/g以下。使所述液体(A)与所述第一层碰撞而测定得到的所述第一层的侵蚀率(A1)为1.8μm/g以下。本发明的切削刀具具备：刀架，其从第一端向第二端延伸，并且在所述第一端侧具有刀槽；以及上述涂层刀具，其位于所述刀槽。

摘要： 本公开的涂层刀具具备基体、以及位于基体之上的涂层。涂层具有多个含有铝以及钛的AlTi层、以及多个含有铝以及铬的AlCr层，AlTi层以及AlCr层交替地配置。涂层具有多个越远离基体则AlTi层的厚度越厚的第一区域、以及多个越远离基体则AlTi层的厚度越薄的第二区域，在涂层的厚度方向上，第一区域以及第二区域交替地存在。

摘要： 本发明提供了一种涂层刀具的制备及涂层表面处理方法和涂层刀具。其中，涂层刀具的制备及涂层表面处理方法包括如下步骤：步骤S10，利用多弧离子镀膜机将涂层沉积在基材上；步骤S20，控制多弧离子镀膜机的炉腔处于真空状态，对涂层的表面进行刻蚀处理，以降低涂层表面的表面粗糙度。本发明的技术方案解决了现有技术中的涂层刀具的制备及涂层表面处理方法的生产成本高和生产效率低的问题。

摘要： 本发明公开了一种硬质合金涂层刀具制备方法及涂层刀具，其技术方案为：在刀具基体上循环采用沉积、应力调控、涂层表面蚀刻操作，直至获得所需厚度及内应力水平的硬质合金涂层；其中，应力调控步骤为对沉积涂层的刀具施加一个或多个热循环，使温度从沉积温度升温至第一设定温度后降至第二设定温度。本发明克服现有阴极电弧离子镀技术难以实现厚膜涂层的缺陷，并能够实现硬质合金涂层的内应力控制，从而提高刀具在镗削蠕墨铸铁材料时的切削性能。

摘要： 本实用新型适用于钻孔工具技术领域，公开了一种刀具复合涂层的具有该刀具复合涂层的刀具。刀具复合涂层包括核心层和顶层；所述核心层是MeAlX复合层且厚度为0.1至10μm；所述顶层为四面体非晶碳膜层且厚度0.01至10μm；其中Me代表Al、Ti、Cr、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Si中的至少一种，X代表N、C、B中的一种或两种或三种，所述MeAlX中Al含量的原子比满足0.30≤Al/(Al+Me)≤0.80。刀具包括刀具基体和上述的刀具复合涂层。刀具复合涂层的制备方法用于制备上述的刀具复合涂层。本实用新型所提供的一种刀具复合涂层的具有该刀具复合涂层的刀具，其既能大大减少断针率，又能将微钻的使用寿命提高至4至10倍，同时可保证钻孔质量，降低生产成本。

摘要： 本发明公开了一种钛合金切削刀具涂层的制备方法，包括以下步骤，离子刻蚀，为涂层做准备；制备涂层打底层，形成ALCRN的打底涂层；制备涂层过渡层，形成过渡层；制备涂层功能层，形成ALCrBN的纳米复合涂层。本发明在二元涂层基础上中加入新的元素B，提高涂层的隔热性，以及耐磨性，涂层在高速切削方面较之前的工艺有很大的提高，刀具能够展示出更好的优异性极大地提升刀具得使用性能。

摘要： 射流抛光微织构涂层刀具的制备方法，涉及刀具涂层领域，制备方法包括将涂层刀具表面微磨料射流抛光；完成射流抛光后，对涂层刀具进行清洗；对涂层刀具表面激光加工微织构。以及该涂层刀具配合微量润滑的切削方法，包括将被加工工件固定在机床夹具上，将涂层刀具固定在刀柄或刀杆上；设置微量润滑设备的水量、油量、压缩空气压强和流量；将喷嘴对准刀具切削部分，设置喷嘴至刀具切削部分距离，打开微量润滑设备，出口处稳定地喷射出润滑剂；设置切削速度、进给速度、切削深度及切削宽度，开启机床进行切削加工，该发明能在提升刀具刃口和涂层质量的前提下，在切削过程中进一步降低切屑与刀具前刀面及已加工表面与后刀面的摩擦系数。