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刀片涂層崩落和切削刃崩刃的情況在困難工況面銑操作中經(jīng)常出現(xiàn)，會導(dǎo)致刀具壽命縮短，這些問題通常出現(xiàn)在復(fù)雜走刀、長懸伸、深型腔加工和濕切作業(yè)中。
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山特維克可樂滿開發(fā)了一種新的刀片材質(zhì)GC1130，它使用了細(xì)晶粒高鉻基體Zertivo™技術(shù)生產(chǎn)的PVD涂層。GC1130主要用于鋼材（ISO-P）加工，同時，它也能很好地用于混合材料的加工。+ c J1 ]4 z+ [1 ~* {5 y
/ w& c) Q \6 C" A9 f/ p) F山特維克可樂滿的研發(fā)工程師接受了這項挑戰(zhàn)——對先進(jìn)的PVD鋼件材質(zhì)GC1030進(jìn)行再次改進(jìn)。在系統(tǒng)分析客戶需求的基礎(chǔ)上，研發(fā)人員通過進(jìn)行大量的機加工測試完成了這項改進(jìn)。這些測試全部在真實的機加工車間進(jìn)行，研發(fā)團隊得到了客戶的大力支持。
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研發(fā)人員對測試結(jié)果進(jìn)行分析，找到三個主要問題：刀刃線附近崩刃、涂層剝落和熱裂紋（見下圖）。現(xiàn)有材質(zhì)已經(jīng)能充分抵御化學(xué)和磨料磨損，因此這些方面不需要改變。需要做的是優(yōu)化硬質(zhì)合金和涂層之間的相互作用，從而最大程度地保持刀片的完整性。 GC1130的基體十分堅硬且耐磨，這是由其成分中的高鉻含量和細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)所決定的。碳化鎢顆粒結(jié)構(gòu)可提升刀刃強度并能實現(xiàn)更好、更均衡的性能。
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; h- ]# B: v& C6 A( r& t7 CGC1130涂層含有鈦、鋁和鉻，既能抵抗連續(xù)磨損也能抵御化學(xué)腐蝕。其結(jié)構(gòu)，尤其是涂層顆粒大小和納米層狀結(jié)構(gòu)，能在最大程度上減少熱裂紋和崩刃現(xiàn)象的產(chǎn)生。/ ]. ], O K# R
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刀片材質(zhì)的幾種成分會相互作用，一種成分可影響其他成分的屬性。Zertivo技術(shù)所使用的先進(jìn)控制工藝能優(yōu)化涂層和基體之間的相互作用，更好地避免刀刃線附近出現(xiàn)的涂層剝落和小崩刃問題，從而發(fā)揮出材質(zhì)的全部潛能。, v0 U8 m3 c& ?3 J* e: O
# \5 @' A% ?& r/ u, ?5 ]GC1130是第一款Zertivo銑削材質(zhì)，具有非常堅韌的切削刃。牢固的基體和經(jīng)過優(yōu)化的涂層能有效抵御困難加工條件下刃線的崩刃和破裂問題，例如濕切時的溫度變化就是常見的困難工況。
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1 D6 h! P# A# Q. b# D* l首批GC1130產(chǎn)品已于2015年10月1日發(fā)布，用于CoroMill390銑刀的7毫米和11毫米刀片。GC1130尤其適合于CoroMill 390-07刀片，它們可廣泛用于高加工要求的重復(fù)方肩銑和長懸伸方肩銑以及車銑等應(yīng)用領(lǐng)域。 & E" r a+ D6 ~) H
測試案例 操作：連桿面銑
* [! ~3 [& D% m, W材料：低合金鋼# k0 j4 [1 k4 [
刀片材質(zhì)：GC1130
9 m; ^( g5 `( X/ {% |4 A 切削參數(shù)
3 N$ }, g9 Z6 p$ T | GC1130 | 現(xiàn)有解決方案 | 齒數(shù)zn | 2 | 2 | 主軸轉(zhuǎn)速n rev/min | 2636 | 2636 | 切削速度vc m/min | 265 | 265 | 工作臺進(jìn)給vf mm/min | 791 | 791 | 每齒進(jìn)給fz mm | 0.15 | 0.15 | 切削深度ap mm | 5 | 5 | 切削寬度ae mm | 26 | 26 | 刀具壽命, min | 54 | 27 |
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結(jié)論# K( I* c& [1 v
現(xiàn)有刀片在使用27分鐘后報廢。GC1130刀具壽命是其兩倍，并顯著提高生產(chǎn)經(jīng)濟性。 ' S) i4 }/ S5 o. n: K: ~( I
CVD and PVD
3 J" q6 E! J7 g; r" Y% Y, d* l# TCVD（化學(xué)氣相沉積）涂層包含各種組合的碳氮化鈦(TiCN)、氧化鋁(AL2O3)和氮化鈦。這一化學(xué)過程發(fā)生在700–1050 °C的高溫之間。CVD涂層的主要好處是高度耐磨損并具有很好的耐熱性。% X1 N3 ~: o* A2 [
" M6 P8 [+ t# hPVD（物理氣相沉積）涂層是通過在較低溫度（400–600 °C）下發(fā)生物理反應(yīng)而生成。常用涂層包括氮化物、碳氮化物、氧化物和氮氧化物。金屬原料，通常是含有鈦和鋁的多種復(fù)合物，在氮氣中蒸發(fā)，并在刀具上留下一層薄薄的氮化物。PVD材質(zhì)通常用于堅韌鋒利的刀刃。這種涂層方法的抗壓應(yīng)力能提升刀刃硬度并能阻止熱裂紋的產(chǎn)生。& Z+ k7 N2 e; J5 M
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Zertivo6 V2 q9 `, f7 Q6 G- {3 D' N" }; ]
Zertivo是山特維克可樂滿針對PVD材質(zhì)研發(fā)的專有生產(chǎn)技術(shù)。Zertivo能通過精確控制關(guān)鍵工藝參數(shù)來改進(jìn)整個涂層生產(chǎn)過程，從而獲得完美匹配目標(biāo)材質(zhì)的涂層。! p# b: k- w; S( M$ K
4 d# Y: A! c2 b1 g6 q除GC1130銑削材質(zhì)外，現(xiàn)在Zertivo技術(shù)也可適用于CoroDrill 880的鉆削材質(zhì)GC4344。該材質(zhì)的成分和結(jié)構(gòu)與GC1130有所不同，可滿足客戶的特殊需求。2 f0 ~. C% o% ^7 ?% _' Z7 b: y$ }* Y
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發(fā)表于 2016-3-28 21:19:43
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