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以PVD技術(shù)開發(fā)的陶瓷硬膜的種類日漸增多,包括氮化鈦、碳氮化鈦、碳化鈦、氧化鋁、類鉆膜和氮化鋁鈦等。此類陶瓷硬膜目前應(yīng)用于刀具或模具上,不但可提高刀具表面耐磨性,且不失金屬基材的韌性。隨著近來機床技術(shù)的新突破,切削加工已走向高速化,以縮短切削時間和提高加工件表面精度。
“當(dāng)前機床發(fā)展趨勢為高轉(zhuǎn)速、高精度及高品質(zhì)。”羅百輝表示,高速運轉(zhuǎn)作業(yè)對模具、切削刀具、機械配件的表面處理要求亦愈來愈高。延長使用年限、降低生產(chǎn)成本、創(chuàng)造較高利潤,是業(yè)者共同追求的目標(biāo)。
為了配合高速加工、大量節(jié)省加工時間與成本,刀具的改進已成為重要的因素。碳化鎢刀具因有較高耐磨性和硬度,在刀具市場上的比重日益增加。
羅百輝認(rèn)為 ,加工時要獲得最佳效益必須選擇適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?,中、重?fù)荷模具需采用CVD高溫鍍鈦,輔以精密真空熱處理,才能達(dá)到可接受的變形量。此部分常用于冷鍛沖模、油壓抽引模、碳化鎢抽線、抽管。在中、低負(fù)荷或精度要求嚴(yán)格的刀具、模具及機械配件的應(yīng)用上,則以低溫(150℃~500℃)PVD鍍鈦較為適當(dāng)。
高鋁含量的氮化鋁鈦很容易在硬膜的表面生成氧化鋁。這一層氧化膜可使氮化鋁鈦陶瓷硬膜的耐氧化溫度達(dá)攝氏923度,可保護碳化鎢刀具高速切削加工時的刃口耐氧化和保持高溫硬度。然而,氮化鈦和碳氮化鈦雖然在高溫時亦會生成二氧化鈦氧化膜,但卻不易黏著在硬膜上而隨切屑剝落,使硬膜缺乏保護,快速氧化、劣化。因此,無論高溫或低溫鍍膜的表面處理都必須選擇適當(dāng)?shù)牡撞募胺€(wěn)定的熱處理,輔以表面細(xì)磨精拋的前處理,才能臻于完善。
超高溫樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪的加工效率低于METROX砂輪,由于該砂輪結(jié)合強度高、生產(chǎn)周期短、加工成本低,特別是在磨削刀具刃口時不易造成崩刃,并能根據(jù)使用要求,修磨成各種形狀復(fù)雜的成型砂輪,因此在生產(chǎn)中仍被長期廣泛使用。如何進一步改進此類砂輪的磨削性能,也成為當(dāng)前的一項重要工作。
隨著刀具設(shè)計、制造和使用技術(shù)的快速發(fā)展,以及刀具產(chǎn)量的不斷增加,目前,超高溫樹脂結(jié)合劑金剛石砂輪仍不能完全滿足大批量生產(chǎn)刀具的要求,其數(shù)量和質(zhì)量仍有進一步發(fā)展的空間。為此,上海中羽公司正在進一步研究如何提高這種砂輪的磨削性能,特別是對結(jié)合劑的耐磨性、結(jié)合劑與金剛石磨料的結(jié)合強度和自銳性等進行了大量試驗研究,取得了較大進展。試驗結(jié)果表明,改進后的砂輪磨削效率可在原有基礎(chǔ)上提高大約20%,砂輪壽命可提高大約50%。
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