數控加工刀具技術的現狀及未來發展趨勢
2010年05月06日 15:58 20634次瀏覽 來源： 中國刀具商務網 分類： 新技術
近年來，在微電子技術、計算機技術、信息工程和材料工程等高新技術的推動下，傳統的制造技術得到了飛速的發展，迅速發展成為一門新興的制造技術——數字化制造技術。對比傳統制造技術，其重要的特征就是數控加工技術得到了廣泛的應用，這一發展的原動力來自于制造業對產品制造效率的強烈追求。在這一背景下，以制造業為主要服務對象的刀具制造及應用技術發展迅速。大量高速、高效、柔性、復合、環保的數控加工刀具及應用新技術不斷涌現，使傳統的切削加工技術發生了根本的變化。如今，硬切削、干式切削、高速高效加工已成為現代切削技術的重要標志，并帶動著切削加工技術水平的全面提高，已成為數控加工的關鍵技術。刀具產品已發展成為高附加值、高科技含量的產品，包含著當代材料、信息科學、計算機、微電子應用技術領域中的最新成果。
一、刀具材料的進展
當前，刀具材料進展的主要特點是：一方面硬質合金取代高速鋼成為主要的刀具材料；另一方面超硬刀具材料使用比重大幅增加。
硬質合金基體方面
硬質合金新牌號的開發越來越具有很強的針對性,如美國Kennametal公司僅針對不同被加工材料的車削加工牌號就有：加工鋼材的KC9110、加工不銹鋼的KC9225、加工鑄鐵的KY1310、加工耐熱合金的KC5410、加工淬硬材料的KC5510、加工非鐵材料的KY1615，新牌號比原牌號平均可提高切削效率15%～20%。山高公司推出的加工鑄鐵的TK1000、TK2000新牌號，可提高切削速度20%～30%，而該公司為加工鋼件開發的TP3000在重切削、斷續切削、大進給的應用中則有很好的可靠性。
鑄鐵和不銹鋼是目前兩種應用較多的工件材料，然而兩者的可加工性有很大的差異，很多公司都開發出了加工這兩種材料的專用牌號。如株洲鉆石切削刀具股份有限公司開發的黑金剛刀片系列，是專門加工鑄鐵的硬質合金刀片，包括可干式高速加工灰鑄鐵的YBD052、可高速加工球墨鑄鐵的YBD102、可用于中高速或銑削的YBD152及適用中低速濕式銑削或斷續條件下車削的YBD252等牌號。這些新牌號比原有的牌號可提高切削速度30%～40%，使用壽命可提高將近40%～50%。在加工不銹鋼方面，瑞典Sandvik公司車削奧氏體不銹鋼的GC2015是具有梯度區的抗塑性變形和改進熱硬性的基體，加上專為此牌號而設計的TiN-TiN/Al2O3(多層)-TiCN涂層，并對涂層表面進行平滑處理，提高了抗磨料磨損、抗剝落、抗積屑瘤的能力。而韓國KORLOY公司的PC9530為銑削不銹鋼的牌號，采用超細顆粒的基體和PVD涂層。
在新牌號的開發中重視基體和涂層的優化組合
對于適合高速加工的牌號，其基體應有較高抗塑性變形的能力和富鈷的表層及抗月牙磨損的涂層；對于適合斷續切削的牌號，基體和涂層都要有較好的韌性。Sandvik公司車削鑄鐵的專用牌號GC3205、GC3210、GC3215為CVD涂層硬質合金，分別用于灰鑄鐵的高速加工、球墨鑄鐵的高速加工、各種鑄鐵的中低速的斷續切削加工，這三種牌號分別采用不同的硬質合金基體和不同厚度的Al2O3、MT-TiCN涂層。日本三菱綜合材料公司開發的車削鑄鐵用的UC5105、UC5115硬質合金CVD涂層牌號，前者用于灰鑄鐵或球墨鑄鐵的高速連續切削，采用高硬度的基體，后者用于球墨鑄鐵的不穩定條件加工，采用強韌的基體；兩者均涂覆微粒Al2O3和微粒且纖維狀的TiCN厚膜。藍幟集團的BOEHLERIT公司的車削鑄鐵牌號CasttecLC620H采用強韌基體，可用于斷續切削，而Al2O3的表面涂層可減小月牙洼磨損，下面還有一層互鎖的中間層提高結合強度，能以400m/min高速加工灰鑄鐵。
超硬刀具材料方面
隨著干切削、硬切削的發展，近年來，國外各公司都推出了陶瓷及超硬刀具材料的新牌號，如Kennametal公司的KY4400陶瓷刀片，是一種適合于硬車削的混合陶瓷材料，在1?m晶粒度的Al2O3基體中加入了TiCN硬材料，以提高刀片的硬度和韌性，適合于精車或半精車硬度達40～67HRC的淬火鋼或鑄鐵。Sandvik公司的CT5005無鎳金屬陶瓷車刀片，是用于超精加工的新牌號，適用于高效干切削或濕切削。Iscar公司推出了兩種超細顆粒硬質合金基體加PVDTiAlN涂層的908、907牌號，前者有高的抗塑性變形的能力，適用于鉆孔刀片和車螺紋刀片；后者適用耐熱合金、奧氏體不銹鋼和淬硬鋼的低中速加工。
責任編輯：仁可
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