納米技術提高刀片涂層附著力
碳氮化鈦(TiCN)涂層的針狀結構與氧化鋁涂層緊密地聯系在一起,既增強了鑲刀片的抗熱強度,又提高了其耐磨性能。
鑲刀片TiCN涂層的針狀結構,加強了與其外層氧化鋁涂層的良好附著力,這使人想起了“納米-Velcro”材料。TiCN涂層可防止表面磨損,而氧化鋁涂層則具有抗熱的性能。
TiCN材料通常作為刀具和可分度鑲刀片的涂層。事實上,按照Boehlerit公司(LMT集團旗下6家公司之一)研究開發部工程師 Reinhard Pitonak先生的說法,在所有的可分度鑲刀片中,90%以上的鑲刀片通過化學氣相沉積(CVD)處理,在其上面至少有一層TiCN沉積涂層。 Pitonak先生說,采用TiCN涂層的主要原因是為了防止鑲刀片的磨損。Pitonak先生解釋說,含有碳微粒和氮微粒的TiCN涂層——微粒大小范 圍是50~300nm——具有良好的耐磨性。為此,Boehlerit公司采用微粒尺寸僅為25nm的顆粒開發了這種TiCN涂層。該公司發現,這種尺寸 的微粒采用極高溫CVD涂層加工,可形成一層很不尋常的、具有特殊優良性能的TiCN表面結構。
其形成的納米晶體涂層具有一層針狀的表面結構。該公司將這一TiCN涂層表面稱作納米鎖緊層,可將該表層外面的氧化鋁涂層緊緊地“鎖住”。兩涂 層之間所產生的強大附著力,基本不可能會使氧化鋁涂層在切削過程中脫落,而氧化鋁涂層則能在加工過程中防止刀具產生過高的熱量。Pitonak先生 說,TiCN涂層的耐磨特性與氧化鋁涂層的抗熱特性相結合,可以使用戶在切削加工中達到更高的切削速度,延長鑲刀片的使用壽命。
目前,Nanolock技術已經應用于Boehlerit公司的LC 228E型萬能棒材粗加工鑲刀片、LC 239Q型曲軸加工鑲刀片和Steeltec旋轉鑲刀片上。通過對Steeltec LC 215K等級的Nanolock鑲刀片與普通鑲刀片的切削試驗比較,Steeltec鑲刀片在切削加工4140號鋼材時,其連續切削速度超過了 300m/min,同時其使用壽命也延長了50%。
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