1、工欲善其事 必先利其器,前 言 在由機(jī)床、刀具和工件組成的切削加工工藝系統(tǒng)中，刀具是最活躍的因素。刀具切削性能的好壞取決于構(gòu)成刀具的材料和刀具結(jié)構(gòu)，而刀具材料最具有決定性作用。 半個(gè)多世紀(jì)以來，刀具材料的進(jìn)步極大地推動(dòng)著人類社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展。從碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷材料到金剛石和立方氮化硼材料以及刀具涂層技術(shù)，刀具材料性能的改進(jìn)使得切削速度不斷提高。刀具技術(shù)和機(jī)床技術(shù)的發(fā)展相互促進(jìn)，工件材料與刀具材料交替進(jìn)展，對(duì)推動(dòng)切削加工技術(shù)的發(fā)展起著決定性作用。,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)工程材料提出了愈來愈高的要求，各種新型金屬材料和非金屬材料的應(yīng)用日益廣泛，面對(duì)如此品種繁多的工件材

2、料，如何正確選擇刀具材料來進(jìn)行切削加工，以提高生產(chǎn)效率、降低成本和減少資源消耗，這是一個(gè)十分重要的問題。 不同的刀具材料或同種刀具加工不同的工件材料時(shí)刀具壽命往往會(huì)存在很大差別，所謂“萬能刀具”是不存在的。“工欲善其事，必先利其器”這一句中國名言已成為國內(nèi)外的共識(shí)。因此，學(xué)習(xí)金屬切削原理，掌握各種刀具材料的不同特性，按具體情況解決好刀具材料與加工對(duì)象之間的“合理匹配”問題，優(yōu)選切削用量，從而提高應(yīng)用水平。,目前，中國的機(jī)械工業(yè)呈現(xiàn)出快速增長的勢頭，但生產(chǎn)效率低下導(dǎo)致投入與產(chǎn)出相比效益不高，或者說得到回報(bào)的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國外，在國際上的競爭力并不強(qiáng)。要想從“制造大國”走向“制造強(qiáng)國”，制造效率和生

3、產(chǎn)管理水平必需加快提升；要做到這一點(diǎn)首要任務(wù)是提升企業(yè)和職工的管理、技術(shù)素質(zhì)。從提高機(jī)械加工效率方面考量，普遍提高一線技術(shù)工人的刀具應(yīng)用技術(shù)水平是至關(guān)重要的，也是企業(yè)增收節(jié)支的有效辦法。 為了配合企業(yè)的技術(shù)培訓(xùn)工作，我們以簡明的圖、表及少量文字?jǐn)⑹鼍帉懹嘘P(guān)機(jī)械加工專項(xiàng)技術(shù)培訓(xùn)資料，力求達(dá)到易學(xué)、實(shí)用、速成的效果。 編者 2007.8.,硬質(zhì)合金刀片的材料 分類.性能.選用,中國刀具技術(shù)協(xié)會(huì)常務(wù)理事 孫貞惠 高級(jí)工程師 刀具技師 主講,硬質(zhì)合金刀片的材料分類.性能.選用,一. 概述 二. 硬質(zhì)合金刀具材料的分類與特性 三. 硬質(zhì)合金刀具涂層技術(shù)簡介 四. 根據(jù)加工件的材料特性選用合適的 刀片牌號(hào)

4、 五. 根據(jù)刀片的特性合理選擇切削用量 六. 附表,一、概述： 切削過程的主要矛盾是刀具的切除與工件的反切除。影響刀具切削能力的外在因素有刀具結(jié)構(gòu)、幾何角度、磨損情況以及工件材料、切削用量選用情況等，而刀具材料的性能則是決定切削能力的內(nèi)在因素；因此，在切削加工實(shí)踐中，進(jìn)行編制工藝、選擇刀具和優(yōu)選切削用量，都必須以刀具材料的性能為依據(jù)。 硬質(zhì)合金刀具是在較大的切削力和較高的切削溫度下切除金屬的，并且和切屑與工件表面不斷地發(fā)生摩擦，因此，作為刀具切削部份的刀片材料，應(yīng)具備以下幾方面的性能：,1較高的硬度和耐磨性； 2較高的耐熱性； 3必要的強(qiáng)度與韌性； 4較好的導(dǎo)熱性； 5較好的抗粘結(jié)性； 6制造

5、刀具工藝性和經(jīng)濟(jì)性相對(duì)好。 各類刀片牌號(hào)的性能差別很大、適用范 圍也各有不同，沒有一種刀片牌號(hào)具備所有的最佳性能，而是各有所長、相互補(bǔ)充的。 所以，了解刀片牌號(hào)的基本特性及其應(yīng)用范圍，在生產(chǎn)實(shí)踐中掌握其規(guī)律性，才能做到運(yùn)用自如。,機(jī)夾硬質(zhì)合金 鏜、銑刀具,機(jī)夾硬質(zhì)合金 車削刀具,各種硬質(zhì)合金刀片,( 涂層硬質(zhì)合金刀具.刀片,涂層設(shè)備 ),與,切削刀具材料的特性區(qū)域圖,碳工鋼 合工鋼,CBN涂層, 國產(chǎn)各種刀具材料的主要性能指標(biāo),二. 硬質(zhì)合金刀具材料的分類與特性 硬質(zhì)合金是釆用粉末冶金工藝制成的工程材料。它是由高硬度和高熔點(diǎn)金屬碳化物（碳化鎢（WC）、碳化鈦（TiC）、碳化鉭（TaC）和碳化鈮

6、（NbC）等）作硬質(zhì)相 ，用金屬鈷（Co）為主或鉬（Mo）、鎳（Ni）等作為粘結(jié)相。經(jīng)球磨工藝制成的粉末，按各種牌號(hào)的配比進(jìn)行混合，而后壓制成合金坯塊，再經(jīng)過高溫高壓爐里進(jìn)行燒結(jié)而成各種硬質(zhì)合金制品。 由于硬質(zhì)合金中的高溫碳化物含量超過高速鋼，具有高硬度、耐磨性好、耐熱性好的特性，允許使用切削速度要比高速鋼高得多，因此，硬質(zhì)合金是目前得到最廣泛應(yīng)用的切削刀具材料。,1ISO 標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金的分類 及其刀片牌號(hào)表示方法： （1）ISO 標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金的分類及其代號(hào)； （2）ISO 標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金牌號(hào)成份和性能； （3）ISO 標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金按用途分類表。,(1)ISO 標(biāo)準(zhǔn)硬質(zhì)合金的分類 及其刀片牌號(hào)表

7、示方法,（1）硬質(zhì)合金的分類及其代號(hào)： P類(包括P01P50): 適用于加工長切屑的黑色 金屬(如:切削鋼材)，以藍(lán)色作標(biāo)志； M類(包括M10M40): 這類合金為通用型，適用 于加工長切屑或短切屑的黑色金屬(如: 切削不銹鋼)及有色金屬，以黃色作標(biāo) 志； K類(包括K01K40): 適于用加工短切屑的黑色 金屬(如:切削鑄鐵)有色金屬及非金屬 材料，以紅色作標(biāo)志；,P. M. K. H. S. N.,H類(包括 H01H30): 適用于加工硬度為HRC4065 的高硬度材料 (如:切削淬火鋼、合 金鋼、硬鑄鐵等)，以褐色為標(biāo)志； S類(包括S01S30): 適用于切削高溫合金、耐熱合 金

8、材料 (如:鈦合金、鎳基高溫合金 等)，以棕色為標(biāo)志； N類(包括N10N30): 適用于加工有色金屬及非金屬 材料 (如:鋁合金、纖維強(qiáng)化型塑料 等) ，以綠色為標(biāo)志。,注:以上三類標(biāo)準(zhǔn)是近年來ISO新增設(shè)的標(biāo)準(zhǔn),（2）硬質(zhì)合金ISO標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)的成分和性能,（3）硬質(zhì)合金ISO標(biāo)準(zhǔn)按用途分類表,硬質(zhì)合金 ISO 標(biāo)準(zhǔn)按用途分類表（續(xù)）,硬質(zhì)合金 ISO 標(biāo)準(zhǔn)按用途分類表（續(xù)）,各種硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位車刀,各種硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位銑刀,2國產(chǎn)硬質(zhì)合金分類、性能及其用途： （1）國產(chǎn)硬質(zhì)合金牌號(hào)分類； （2）國產(chǎn)硬質(zhì)合金牌號(hào)表示方法； （3）國產(chǎn)硬質(zhì)合金常用牌號(hào)性能與選用； （4）國產(chǎn)硬質(zhì)合金新牌號(hào)的性能與

9、選用； （5）國產(chǎn)硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)(采用 ISO 國際標(biāo)準(zhǔn))的表示方法； （6）國內(nèi)外硬質(zhì)合金牌號(hào)對(duì)照表。,（1）國產(chǎn)硬質(zhì)合金牌號(hào)分類 :,A鎢鈦鈷類合金：以WCTiCCo 為化 學(xué)成份，稱YT類； B鎢鈷類合金：以WC和Co為主，個(gè)別牌號(hào)加 了微量的TaC或NbC；稱YG類； C鎢鈦鉭（鈮）鈷類合金：除WCCo外， 還加了適量的TiC、TaC、Nbc， 稱 YW 類； D碳化鈦基鎳鉬類合金：以NiMo為粘結(jié)劑 的合金，稱YN類； E鋼結(jié)硬質(zhì)合金。,（2）國產(chǎn)硬質(zhì)合金牌號(hào)表示方法：,Y,G,6,X, 國產(chǎn)硬質(zhì)合金牌號(hào)（材質(zhì)） 表示方法舉例說明 例1：YG8 表示含鈷量 8%，含碳化鎢 9

10、2% 的鎢鈷合金； 例2：YG6 表示含鈷量 6%，含碳化鎢 94% 的鎢鈷合金； 例3：YT15 表示含碳化鈦15%，含鈷量 6% 含碳化鎢 79% 的鎢鈦鈷合金； 例4：YT5 表示含碳化鈦 5%，含鈷量10%， 含碳化鎢 85% 的鎢鈦鈷合金； 例5：YW2 表示含碳化鎢 85%，碳化鈦4%， 含碳化鉭 4% 含鈷量 7% 的通 用合金。,(3) 國產(chǎn)硬質(zhì)合金常用牌號(hào)的性能與選用:,硬質(zhì)合金是由高硬度的高溫碳化物（又稱難熔碳化物）和金屬粘結(jié)劑用粉末冶金工藝制成的工程材料。用于切削刀具的硬質(zhì)合金是以碳化鎢（WC）和碳化鈦（TiC）為主要成分,常用金屬添加物有碳化鉭（TaC）、碳化鈮（NbC

11、）、碳化釩（VC）、碳化鉻（Cr3C2）、碳化鉬（Mo2C）等，常用的金屬粘接相是鈷（Co）和鎳（Ni）。 按晶粒大小區(qū)分，硬質(zhì)合金可分為普通硬質(zhì)合金、細(xì)晶粒硬質(zhì)合金、亞微細(xì)晶粒硬質(zhì)合金和超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金。,AYT類硬質(zhì)合金：(對(duì)應(yīng)于 ISO 標(biāo)準(zhǔn)的 P 類) 合金牌號(hào) YT5 YT14 YT15 YT30 硬 度 89.5 90.5 91 92.5 （HRA） 耐磨性差耐磨性好 抗彎強(qiáng)度 130 120 115 90 （公斤/ 毫米） 韌性好韌性差 導(dǎo)熱系數(shù) 0.15 0.08 0.08 0.05 （卡/ 厘米秒度）散熱快散熱慢 維持性能的最高溫度：600900C 工藝性能：含鈦量多的硬質(zhì)合

12、金銅釬焊性差、切削鋼抗粘 結(jié)性好； 應(yīng)用范圍：主要制造各種焊接、機(jī)夾或整體刀具，適用于 碳鋼、合金鋼的粗、精加工。,BYG類硬質(zhì)合金: (對(duì)應(yīng)于 ISO 標(biāo)準(zhǔn)的 K 類) 合金牌號(hào) YG8 YG6 YG6X YG3 硬 度 89 89.5 91 91 （HRA） 耐磨性差耐磨性好 抗彎強(qiáng)度 150 140 135 110 （公斤/毫米） 韌性好韌性差 導(dǎo)熱系數(shù) 018 019 019 021 （卡/厘米秒度）散熱慢散熱快 維持性能的最高溫度：600900C 工藝性能：銅釬焊性好、切削鋼抗粘性能差； 應(yīng)用范圍：主要制造各種焊接、機(jī)夾或整體刀具，適用 于鑄鐵、有色金屬及其合金的粗、精加工； 含鈷量

13、多的牌號(hào)可粗加工不銹鋼。,CYW類硬質(zhì)合金：(對(duì)應(yīng)于 ISO 標(biāo)準(zhǔn)的 M.K 類) 合金牌號(hào) YW1 YA6 YW2 硬 度 92 92 91 （HRA） 耐磨性好耐磨性差 抗彎強(qiáng)度 125 135 150 （公斤/毫米） 韌性差韌性好 維持性能的最高溫度：7001000C 工藝性能：耐熱性較好，能承受一定的沖擊負(fù)荷，是 添加少量 TaC、NbC 的通用性較好的合金； 應(yīng)用范圍：適用于硬鑄鐵、有色金屬以及耐熱鋼、高 錳鋼、不銹鋼、合金鋼的粗、精加工。,DYN類硬質(zhì)合金: (對(duì)應(yīng)于 ISO 標(biāo)準(zhǔn)的 P 類) 合金牌號(hào) YN05 、YN10、YN20 硬 度 HRA 90.593 抗彎強(qiáng)度 110

14、125 （公斤/毫米） 維持性能的最高溫度：10001300C 工藝性能： 耐磨性和允許的切削速度高于 YT30， 抗彎強(qiáng)度比 YT30 高、加工鋼時(shí)抗粘 結(jié)性能好； 應(yīng)用范圍： 適用于碳素鋼、合金鋼、不銹鋼、淬 火鋼等材料連續(xù)切削時(shí)的精加工，可 替代YT30。,E鋼結(jié)硬質(zhì)合金： 鋼結(jié)硬質(zhì)合金是以工具鋼、碳素鋼、合金鋼為粘結(jié)相，以碳化鈦、碳化鎢等碳化物為硬質(zhì)相用粉末冶金方法生產(chǎn)的硬質(zhì)合金。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金按硬質(zhì)相的組成可分為碳化鈦基和碳化鎢基類；按粘結(jié)相的最終組織結(jié)構(gòu)可分為馬氏體、奧氏體、鐵素體基；按機(jī)械工性能可分為可加工和不可加工兩種鋼結(jié)硬質(zhì)合金。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金的密度普遍比前面敘述的幾種硬質(zhì)合

15、金低，但它可以通過熱處理（淬火或退火）提高和降低硬度。它還可進(jìn)行機(jī)械加工和焊接，部分還具有可鍛造的特性。, 鋼結(jié)硬質(zhì)合金的物理機(jī)械性能 合金牌號(hào) 密 度 退火硬度 淬火硬度 抗彎強(qiáng)度 （g/cm 3） （HRC） （HRA） （N/mm） GT35 6.40 85 1274 GW1 10.20 83 未鍛17642058 已鍛23522548 R5 6.30 85 1274 GA5 13.0 HRA 86 2450 TM52 6.00 HRC 57 燒 結(jié) 態(tài)155165 韌化處理185200 TM60 6.20 HRC 59 燒 結(jié) 態(tài)158170 韌化處理190210, 鋼結(jié)硬質(zhì)合金的特性

16、與應(yīng)用范圍 aGT35：硬度較高、耐磨性好，但不耐高溫與腐 蝕；用于冷沖、擠壓模具及量卡具、耐 磨零件等。 b GW1：較好的機(jī)械性能和耐磨性，用干冷沖壓 模具及量卡工具、耐磨零件。 c R5 ：較高的硬度和耐磨性，有回火二次硬化 現(xiàn)象，抗回火、抗氧化、抗腐蝕；適用 于中溫?zé)嶙髂＞吲c耐熱、耐磨零件。 d GA5：具有高強(qiáng)度、高耐磨性，抗沖擊韌性和 可焊性；適用于大功率礦山、地質(zhì)采掘 工具及模具、耐磨零件。 eTM52 TM60 ：具有加工硬化、耐沖擊和可電弧 焊接的特性，適用于制作抗沖擊的礦山 鑿巖鉆具和耐磨零件。,(4) 國產(chǎn)硬質(zhì)合金新牌號(hào)的性能與選用： 新牌號(hào)硬質(zhì)合金是指近二十年來新研發(fā)的

17、晶粒細(xì)化的硬質(zhì)合金產(chǎn)品。 普通硬質(zhì)合金的晶粒度為 35m，細(xì)晶粒硬質(zhì)合金的晶粒度為 1.5m左右，亞微細(xì)晶粒硬質(zhì)合金的晶粒度為 0.51m，而超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金的晶粒度在 0.5m 以下。由于晶粒細(xì)化后，不但可以提高合金的常溫硬度、 耐磨性、抗彎強(qiáng)度和抗崩刃性，而且高溫硬度也得到提高。 超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金比同樣成分的普通硬質(zhì)合金提高 2HRA 以上，抗彎強(qiáng)度可提高 600800 MPa。目前，國產(chǎn)細(xì)晶粒硬質(zhì)合金有株洲合金公司的 YS2、YM051、YD05，自貢合金公司的ZK10、YG643、YG610，廈門金鷺公司的 GU10UF、GU15UF等牌號(hào)。 （以下列表介紹國產(chǎn)晶粒細(xì)化的硬質(zhì)合金）,整

18、體硬質(zhì)合金立銑刀, 國產(chǎn)常用新牌號(hào)硬質(zhì)合金的性能與選用（表一）, 國產(chǎn)常用新牌號(hào)硬質(zhì)合金的性能與選用（續(xù)）, 國產(chǎn)常用新牌號(hào)硬質(zhì)合金的性能與選用 （續(xù)）,注：以上表中的新牌號(hào)硬質(zhì)合金為株洲硬質(zhì)合金有限公司與自貢硬質(zhì)合金有限公司的產(chǎn)品。, 國產(chǎn)常用新牌號(hào)硬質(zhì)合金的性能與選用（續(xù)）,注：以上表中的新牌號(hào)屬超細(xì)晶?；騺單⒓?xì)晶粒的硬質(zhì)合金，是廈門金鷺特種合金有限公司的產(chǎn)品。,整體硬質(zhì)合金立銑刀銑削加工,(5) 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)的表示方法:,我國硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的國家標(biāo)準(zhǔn)采用的是ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)，即切削刀具用可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)表示規(guī)則（GB/T20761987）共有10個(gè)號(hào)位。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，任何一個(gè)型

19、號(hào)刀片都必須用前 7 個(gè)號(hào)位，后 3 個(gè)號(hào)位在必要時(shí)才使用。但對(duì)于車刀刀片，不論有無第 8、9 兩個(gè)號(hào)位， 第 10 號(hào)位都必須用短橫線“”與前面號(hào)位隔開， 并且其字母不得使用第 8、9 兩個(gè)號(hào)位已使用過的 7 個(gè)字母（F、E、T、S、R、L、N）， 當(dāng)?shù)?8、9 號(hào)位為只使用其中一位時(shí)，則寫在第 8號(hào)位上 , 且中間不需空格。 第 5、6、7 號(hào)位使用不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸代號(hào)時(shí)，第 4 號(hào)位要用 X 表示，并需用略圖或詳細(xì)的說明書加以說明。,ISO標(biāo)準(zhǔn)可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)的表示方法,（6）國內(nèi)外硬質(zhì)合金牌號(hào)對(duì)照表：,在全世界有上百個(gè)廠商生產(chǎn)切削加工用的硬質(zhì)合金，其硬質(zhì)合金的化學(xué)成份、性能以及各國廠

20、商的硬質(zhì)合金牌號(hào)命名也不相同，給用戶合理選用帶來許多麻煩。為此國際標(biāo)準(zhǔn)化組織頒佈了 ISO 513 規(guī)定，對(duì)切削加工用的硬質(zhì)合金按應(yīng)用范圍分為三大類（P、M、K 類），隨著工程材料技術(shù)的發(fā)展，被加工材料種類不斷的增多，新型刀具材料也不斷涌現(xiàn)， 因此，近年來 ISO 組織又增設(shè)了三大類標(biāo)準(zhǔn)（H、S、N 類）。 為了便于大家了解各國廠商生產(chǎn)的硬質(zhì)合金牌號(hào)，掌握按 ISO 標(biāo)準(zhǔn)分類分組的硬質(zhì)合金性能和使用范圍， 我們根據(jù)收集到的有關(guān)資料， 編寫以下 國內(nèi)外主要廠商硬質(zhì)合金牌號(hào)對(duì)照表 ，供選用時(shí)參照。, 國內(nèi)外硬質(zhì)合金牌號(hào)對(duì)照表 車削刀片 (表一), 國內(nèi)外硬質(zhì)合金牌號(hào)對(duì)照表 車削刀片 (續(xù)), 國內(nèi)

21、外硬質(zhì)合金牌號(hào)對(duì)照表 車削刀片 (續(xù)), 國內(nèi)外硬質(zhì)合金牌號(hào)對(duì)照表 車削刀片 (續(xù)), 硬質(zhì)合金刀具材料對(duì)照表 銑削刀片 (表二), 硬質(zhì)合金刀具材料對(duì)照表 銑削刀片 (續(xù)),三. 硬質(zhì)合金刀具涂層技術(shù)簡介 （一） 簡介 （二） 涂層刀具的分類與特性 （三） 涂層材料與基體材料 （四） 刀具涂層設(shè)備簡介 （五） 涂層刀具材料的選用 （六） 國內(nèi)外涂層硬質(zhì)合金刀具 材料分類對(duì)照表,涂層設(shè)備,（一）簡介：,在刀具（或刀片）表面上涂覆一層或多層的高硬度難熔金屬化合物的薄膜（約 512m），這樣使刀具既保持原有基體的強(qiáng)度和韌性，又使表面有更高的硬度和耐磨性，更小的摩擦系數(shù)和高的耐熱性，這就是 20 世

22、紀(jì) 70 年以來刀具技術(shù)的重大突破。人們把這種表面處理技術(shù)稱為涂層（涂膜）技術(shù)，經(jīng)過涂層的刀具稱為“涂層刀具（或涂層刀片）”。 隨著數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，刀具涂層技術(shù)也得到了飛速發(fā)展，涂層工藝越來越成熟，目前，國外的切削加工已普遍使用涂層刀具，預(yù)計(jì)今后涂層刀具將是數(shù)控加工領(lǐng)域中最重要的刀具品種，涂層刀具所占的比例必將達(dá)到 80% 以上。,（二）涂層刀具的分類與特性:,1.涂層工藝方法分類： 根據(jù)涂層技術(shù)工藝方法不同，主要分為化學(xué)氣相沉積法和物理氣相沉積法（其又分為真空蒸著法、濺射法、離子法等）；此外還有鹽浴浸鍍法、等離子噴涂、熱解沉積涂層以及化學(xué)涂覆法等。以下簡介目前常用的幾種刀具涂層方法： （

23、1） 化學(xué)氣相沉積法 (CVD) （2） 物理氣相沉積法 (PVD) （3） 等離子體化學(xué)氣相沉積法 (PCVD),（1） 化學(xué)氣相沉積法（CVD）: CVD 法是釆用一套完整的專用涂膜設(shè)備，它除了反應(yīng)器外，還包括反應(yīng)氣體輸入部分、控制及測量部分、反應(yīng)激活能源及尾氣排放部分等。其工藝條件要求很高，對(duì)溫度、壓力和反應(yīng)物供給要求嚴(yán)格控制，成本較高。 其基本原理是利用金屬鹵化物的蒸汽、氫氣和其他化學(xué)成分，在 700 1200 的溫度下，進(jìn)行分解、熱合等氣、固相反應(yīng)，或利用化學(xué)傳輸?shù)茸饔茫诩訜岬毒呋虻镀幕w表面生成固態(tài)沉積層的一種方法。因此CVD 又稱為化學(xué)蒸著法。,涂層硬質(zhì)合金刀片,（2） 物理

24、氣相沉積法（PVD）： PVD 法其工藝按基本原理可分為反應(yīng)離子沉積法和反應(yīng)濺射法等。工件表面通過離子轟擊而得到淨(jìng)化，涂層材料則溶化而且霧化，並在等離子區(qū)電離，沉積于被涂層的材料上。 PVD 法有很多優(yōu)點(diǎn)，如: 沉積溫度比 CVD法低，約為200600，PVD 涂層純度高，致密性好，涂層與基體結(jié)合牢固，涂層性能不受基體材質(zhì)的影響。但 PVD 涂層法的工藝要求很嚴(yán)格，設(shè)備費(fèi)用比 CVD 法還要高 23 倍， 而涂層周期較長，因此涂層成本較高。,（3）等離子體化學(xué)氣相沉積法 (PCVD): PCVD 法是在反應(yīng)氣體外部施加電場，產(chǎn)生異常輝光放電，使進(jìn)入反應(yīng)室內(nèi)的氣態(tài)變?yōu)榈入x子狀態(tài)，即化學(xué)性能上表現(xiàn)

25、為非?；顫姷碾x子、原子團(tuán)、激發(fā)態(tài)原子和分子等。這些化學(xué)活性很強(qiáng)的粒子，在 500 的溫度下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)即可生成薄膜；由于薄膜沉積之前對(duì)襯底表面的濺射清洗，以及在表面沉積過程中的粒子轟擊效應(yīng)， 因此，與 CVD 法比較具有溫度較低、成膜致密性好、鍍膜與基體結(jié)合牢固，涂層性能優(yōu)良等特點(diǎn)。,2.涂層刀具分類與特性： （1）涂層硬質(zhì)合金刀具： 在普通的整體硬質(zhì)合金刀具或硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片表面上，釆用化學(xué)氣相沉積（CVD）或物理氣相沉積（PVD）的工藝方法，涂覆一層或多層高硬度、高耐磨性的難熔金屬化合物或超硬材料（如： TiC、TiN、Al2O3 以及 PCD 和 PCBN 等）， 表面硬度可達(dá) 150

26、03500HV（PCD、PCBN 涂層可高達(dá)40007000HV），耐熱性達(dá) 4001200，在高速切削、干切削時(shí)， 比未涂層刀具（或刀片）的使用壽命提高 13倍，有的高達(dá) 510倍；此外，涂層硬質(zhì)合金刀片通用性好， 一種涂層刀片可代替幾種未涂層刀片使用， 大大簡化了刀具管理和降低了刀具費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。,（三）刀具涂層材料與基體材料：,1. 刀具涂層材料： （1）刀具涂層材料應(yīng)滿足下列要求： A. 具有較高的常溫和高溫硬度； B. 有良好的化學(xué)穩(wěn)定性與基體材料粘 結(jié)牢固； C. 應(yīng)有較強(qiáng)的滲透性，不產(chǎn)生氣孔； D. 有良好的工藝性和低的成本。,（2）刀具涂層材料：常用的涂層材料有碳化物（T

27、iC）、氮化物（TiN）、氧化物（Al2O3）、硼化物（TiB2）、硫化物（MoS2）、碳氮化物（TiCN）等，近年來國內(nèi)外還迅速發(fā)展了聚晶金剛石（PCD）和立方氮化硼（PCBN）涂層。, 常用涂層材料的硬涂層與軟涂層的性能比較,國外涂層設(shè)備:,TiNAl2O3TiCN 復(fù)合涂膜,GC4005, 刀片刃口處理為負(fù)倒棱，采用梯度燒結(jié)技術(shù)，刃口區(qū)域富含鈷粘結(jié)基，從而提高了刃口的抗破損能力。 中等厚度的 7 um MTCVD-TiCN，較厚的大約10 um的alfa-Al2O3。 TiCN的抗磨料磨損的性能最好，既抵抗后刀面磨損的性能最強(qiáng)。厚Al2O3 是超精細(xì)化沉積層是最好的熱屏障，使刀片在高速干

28、切削時(shí)刀片基體不會(huì)發(fā)生塑性變形。 基體含有呈立方晶格的碳化鎢從而提高了刀片的熱硬性抗沖擊能力。, 國內(nèi)外CVD涂層硬質(zhì)合金牌號(hào)對(duì)照表 車削刀片 (表一), 國內(nèi)外CVD涂層硬質(zhì)合金牌號(hào)對(duì)照表 車削刀片 (續(xù)), 國內(nèi)外CVD涂層硬質(zhì)合金牌號(hào)對(duì)照表 車削刀片 (續(xù)), 國內(nèi)外CVD涂層硬質(zhì)合金牌號(hào)對(duì)照表 銑削刀片 (表二), 國內(nèi)外CVD涂層硬質(zhì)合金牌號(hào)對(duì)照表 銑削刀片 (續(xù)),涂層硬質(zhì)合金 可轉(zhuǎn)位切斷刀片,涂層硬質(zhì)合金 可轉(zhuǎn)位螺紋刀片, 國內(nèi)外PVD涂層硬質(zhì)合金牌號(hào)分類對(duì)照表 車削刀片 (表一), 國內(nèi)外PVD涂層硬質(zhì)合金牌號(hào)分類對(duì)照表 車削刀片 (續(xù)), 國內(nèi)外PVD涂層硬質(zhì)合金牌號(hào)分類對(duì)照表 車削刀片 (續(xù)), 國內(nèi)外PVD涂層硬質(zhì)合金牌號(hào)分類對(duì)照表 銑削刀片 (表二), 國內(nèi)外PVD涂層硬質(zhì)合金牌號(hào)分類對(duì)照表 銑削刀片 (續(xù)), 國內(nèi)外 PVD 涂層硬質(zhì)合金牌號(hào)分類對(duì)照表 銑削刀片 (續(xù)), 國內(nèi)外PVD涂層硬質(zhì)合金牌號(hào)分類對(duì)照表 銑削刀片 (續(xù)),氮化鈦涂層 (TiN),氮碳化鈦涂層 (TiCN),氮化鉻涂層 (CrN),氮鋁化鈦涂層 (TiAlN),碳化鎢/碳涂層 (WC/C),四. 根據(jù)加工件的材料特性 選用合適的