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硬質(zhì)合金刀具在使用中為了提高性能,刃口部位均需要鈍化處理來提高性能。工件切削的表面質(zhì)量是由硬質(zhì)合金刀尖圓弧半徑大小、切深和進(jìn)給量所決定的。一致性的、圓滑的刀



刃減少了刀具剝落(涂層刀具和基體材料的小塊在加工中斷離)的傾向。一旦產(chǎn)生剝落就使原本光滑的刀刃急劇惡化,刀具壽命縮短。另一方面,可能迅速惡化工件表面質(zhì)量的是積屑瘤。刀具產(chǎn)生積屑瘤有幾種原因,但刃口強(qiáng)化也是原因之一。如果合金刃口強(qiáng)化的尺寸不當(dāng)、不夠圓滑,小的工件顆粒就會(huì)附著在刀刃上。要是這種堆積繼續(xù)下去,越來越多的材料將粘在刀具上,最后操作者不得不停止工作,因?yàn)楣ぜ砻尜|(zhì)量受到影響或尺寸已經(jīng)發(fā)生變化。如果在加工過程中積屑瘤斷離,它很可能是刀刃涂層(或基體)的一部分,所以應(yīng)立即進(jìn)行清理。 大多數(shù)通過化學(xué)氣相沉積(CVD)過程涂層的刀具,都有圓形的強(qiáng)化刃口。強(qiáng)化是為涂層作準(zhǔn)備,尤其是對較厚的CVD涂層,鈍化使涂層材料有足夠的結(jié)合表面。
典型的CVD涂層厚度是在6~8μm之間,按其涂層成分和刀具應(yīng)用條件不同而變化。CVD涂層,往往較多地沉積在尖角的切削刃處。因此,切削刃處的涂層厚度比刀具其它地方的厚度要厚50%(約9~12μm)。由這樣一層涂層材料形成的切削刃,其下面沒有刀具基體支撐,所以非常脆弱,經(jīng)受不了正常的切削壓力。
還有另外一種涂層,就是物理氣相沉積(PVD)涂層,它是由很薄的一層涂層材料組成,其總厚度為1~5μm。因其薄,比起用CVD涂層,可能涂到棱角上的材料要少些。所以,PVD涂層刀具經(jīng)常是不經(jīng)強(qiáng)化。
可是,似乎還有一些PVD涂層刀具用戶,要求刃口有小的鈍化(0.0127mm或更?。?。即使鈍化那麼小,也能明顯地加強(qiáng)刀具刃口.
噴砂是一種利用壓縮空氣為動(dòng)力,將磨料噴射到產(chǎn)品表面的一種工藝。噴砂主要目的是清理表面雜質(zhì),提高產(chǎn)品與涂層之間的結(jié)合力。
目前刀具生產(chǎn)上常用的涂層方法有兩種:物理氣相沉積(PVD)法和化學(xué)氣相沉積(CVD)法。前者沉積溫度為500度,涂層厚度為2~5um;后者的沉積溫度為900度~1100度,涂層厚度可達(dá)5~10um,并且設(shè)備簡單,涂層均勻。因PVD法未超過高速鋼本身的回火溫度,故高速鋼刀具一般采用PVD發(fā),硬質(zhì)合金大多采用CVD法。硬質(zhì)合金用CVD法涂層時(shí),由于其沉積溫度高,故涂層與機(jī)體之間容易形成一層脆性的脫碳層,導(dǎo)致刀片脆性破裂。
無論刀具涂層是采用何種方法,噴砂是刀具涂層不可缺少的一部分,噴砂可以使刀具表面粗化、減少材料表面的壓應(yīng)力,提高膜基結(jié)合力,同時(shí)噴砂可以降低材料表面Co的含量,也能去除硬質(zhì)合金刀具刃部的碳化物相。
刀具涂層噴砂工藝分為兩種:一種是干噴砂機(jī)法,一種是濕噴砂機(jī)法。
專業(yè)應(yīng)用于硬質(zhì)合金刀具刀片涂層前鈍化噴砂及光飾,如株鉆、江硬、成都邦普、自貢硬質(zhì)合金等均已采用
? 數(shù)控刀片刃口鈍化技術(shù)是一個(gè)還不被人們普遍重視,而又是十分重要的問題。它所以重要就在于:經(jīng)鈍化后的刀具能有效提高刃口強(qiáng)度、提高刀具壽命和切削過程的穩(wěn)定性。影響刀具切削性能和刀具壽命的主要因素,除了刀具材料、刀具幾何參數(shù)、刀具結(jié)構(gòu)、切削用量優(yōu)化等,通過大量的刀具刃口鈍化實(shí)踐體會(huì)到:有一個(gè)好的刃口型式和刃口鈍化質(zhì)量也是刀具能否多快好省進(jìn)行切削加工的前提。
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1、為什么要進(jìn)行刃口鈍化處理
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1)經(jīng)普通砂輪或金剛石砂輪刃磨后的刀具刃口,確實(shí)存在程度不同的微觀缺口(即微小崩刃與鋸口)。前者可用肉眼和普通放大鏡觀察到,后者用100倍(帶0.010mm刻線)顯微鏡能夠觀察到,其微觀缺口一般在0.01—0.05mm,嚴(yán)重者高達(dá)0.1mm以上。在切削過程中刀具刃口微觀缺口極易擴(kuò)展,加快刀具磨損和損壞。
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2)現(xiàn)代高速切削加工和自動(dòng)化機(jī)床對刀具性能和穩(wěn)定性提出了更高的要求,特別是CVD涂層刀具或刀片在涂層前幾乎毫無例外的對刀具刃口進(jìn)行鈍化處理,這是為了涂層工藝的需要,才能保證涂層的牢固性和使用壽命。
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3)從國外引進(jìn)數(shù)控機(jī)床和生產(chǎn)線所用刀具,其刃口已全部鈍化處理。有眾多的信息表明,刀具刃口鈍化可有效延長刀具壽命200%或更多,大大降低刀具成本,給用戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
噴砂
噴砂法是借助壓縮空氣使磨料強(qiáng)力沖刷工件表面,從而去除銹蝕、積碳、焊渣、氧化皮、殘鹽、舊漆層等表面缺陷。按磨料使用條件,噴砂分為干噴砂與濕噴砂兩類。
噴砂的工藝參數(shù)主要有槍距、傾角、裝夾臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度、移動(dòng)速度、行程、往返次數(shù)、噴砂時(shí)間、噴砂氣壓。我們已使用過的參數(shù)有槍距:30~70mm; 傾角 30~70C; 裝夾臺(tái)旋轉(zhuǎn)速度 10~30;往返次數(shù) 3~9 次;噴砂氣壓:1.8~3.5BAR等。具體操作時(shí),根據(jù)工件表面臟污程度,工件硬度,工件表面幾何形狀等因素,選取上下限。我們在干噴砂機(jī)中所選用的磨料為玻璃珠,適合噴一些硬度介中的材料,如油鋼、模具等;在液體噴砂機(jī)中所選用的磨料為氧化鋁,硬度較高,適合噴一些硬度高的材料,如硬質(zhì)合金材料。對于工模涂層而言,噴砂所使用的磨料粒度也很重要。如果磨料粒度過大,則工件表面太粗糙;如果磨料粒度太小,又會(huì)降低沖擊力度,甚至嵌在工件表面,清洗難以去除,從而使工件涂層附著力降低