當(dāng)前醋皂，我們面臨著一個(gè)不可回避的課題亭结，那就是提高加工工藝的高精度、高質(zhì)量化程度辖芍，只有這樣才能在加工行業(yè)立于不敗之地臀嘱。同時(shí)，縮短加工時(shí)間和降低加工成本也是這一課題的重要一環(huán)所硅。通過分析不難看出嘴父，零件和模具加工成本的市場(chǎng)平均比例分別是工具費(fèi)占5%，管理費(fèi)25%营稼，加工費(fèi)70%企悦。從高效率低成本的角度來看，即使工具費(fèi)用減半宏赘，成本也只能降低2.5%绒北，但如果把加工時(shí)間縮短一半的話，加工成本就會(huì)降低35%察署，同時(shí)镇饮，加工周期也將是原來的一半。

　　為了實(shí)現(xiàn)工時(shí)減半的目標(biāo)箕母，自然需要新的加工工具，即能實(shí)現(xiàn)高速加工和高速進(jìn)給的刀具俱济。但無論刀具具有哪種性能嘶是，都避免不了切削溫度上升的問題。

　　現(xiàn)有的涂層都是以提高耐磨性能為目的蛛碌。然而聂喇，在今天這種高效率加工過程中，當(dāng)切削溫度達(dá)到900℃以上蔚携，就產(chǎn)生了刀具氧化的新問題希太。因此，現(xiàn)有的涂層已不能適應(yīng)高效率的加工那辰，而研發(fā)一種既能提高耐磨性拳鹉，又能提高抗氧化性和潤(rùn)滑性的新型多功能硬質(zhì)涂層已迫在眉睫。

　　高硬鋼的高速切削性能

　　以高硬鋼材料SKD11(60HRC)的側(cè)面銑削加工為例绑燃。切削速度為150m/min乍之，干式切削，徑向切削深度為刀具直徑的5%出毁，冷卻空氣氣壓：4MPa促奇。由輻射溫度計(jì)測(cè)定的刀具表面溫度可估算出刀具的磨損狀態(tài)。當(dāng)切削過程中達(dá)到一定發(fā)熱量時(shí)，各刀具均不能切削露龙，且加工表面出現(xiàn)灼痕撵靴。刀具的溫度均達(dá)到400℃，切削區(qū)的溫度在相同測(cè)試中甚至達(dá)到了800℃～900℃注辜。說明新開發(fā)的TiSiN類復(fù)合涂層(TH膜)銑刀的切削性能是目前使用的TiAIN類涂層刀具切削性能的2～3倍招砌。 2.CrSiN類納米涂層

　　在低碳鋼或調(diào)質(zhì)鋼(42HRC以下)材料的加工中，被切削材料在切削刃涂層上反復(fù)粘附或脫落背涉，脫落時(shí)對(duì)切削刃的損傷會(huì)導(dǎo)致加工表面的粗糙和刀具壽命的降低矮男。要改善這一現(xiàn)象，必須提高涂層膜的抗粘附性室谚。日立公司研發(fā)了一種抗粘附性和耐磨損性兼?zhèn)涞腃rSiN類納米復(fù)合涂層(CS膜)毡鉴，它保持了潤(rùn)滑度和硬度兩種優(yōu)良特性。CS膜是由幾納米的超微細(xì)晶體或富含Si的非結(jié)晶體形成的復(fù)合物秒赤，從而具備了潤(rùn)滑性和耐磨性猪瞬。

　　CS涂層刀具濕切削及干式切削碳素鋼S55C(220HB)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明CS涂層刀具具有不易受切削液影響的特點(diǎn)，從而增加了使用的方便性入篮。

　　由于CS膜具有良好的耐磨損性陈瘦，使切削速度達(dá)到現(xiàn)有TiAIN類涂層刀具的3倍，實(shí)現(xiàn)了298m/min的高速切削潮售，同時(shí)痊项，也實(shí)現(xiàn)了3.8倍進(jìn)給速度的高進(jìn)給，使加工時(shí)間縮短74%酥诽，加工費(fèi)用降低了36%鞍泉。

　　傳統(tǒng)球頭銑刀在球頭切削刃中心附近磨損很大，與之相比肮帐，CS膜球頭銑刀的切削刃始終保持均勻穩(wěn)定的磨損狀態(tài)咖驮。 3.高進(jìn)給加工用TiBON類涂層

　　(1)涂層的特點(diǎn)

　　用高溫摩擦磨耗試驗(yàn)機(jī)測(cè)定的不同涂層材料的摩擦系數(shù)結(jié)果證明，添加BN及O的TiBON類涂層在常溫下的摩擦系數(shù)只比TiAIN略低一點(diǎn)代徒，但在常壓市口、700℃高溫之下則降至TiAIN的一半。對(duì)TiBON涂層化學(xué)結(jié)合狀態(tài)進(jìn)行研究的結(jié)果表明昔黍，在涂層膜中有B-N結(jié)合存在穗俩。這種B-N的化學(xué)構(gòu)造解析結(jié)果說明：TiBON涂層膜中有c-BN和h-BN結(jié)晶存在。另外伴糟，同樣的解析還確認(rèn)了膜中含有Ti-O氧化物恒焕。在陶瓷領(lǐng)域素有爭(zhēng)議的BN結(jié)晶具有固體潤(rùn)滑性能，且在高溫下化學(xué)性能穩(wěn)定棺距。本次研發(fā)的涂層產(chǎn)品又進(jìn)一步加入了氧化物余二，使之在高溫下的化學(xué)性能更具穩(wěn)定性圃匙。這種BN結(jié)晶的存在使提高潤(rùn)滑性的效果得到充分發(fā)揮，成為降低高溫下摩擦系數(shù)的重要因素秕肌，從而抑制了高速進(jìn)給加工過程中的月牙洼磨損炎蹬。

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