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鄭州華晶金剛石股份有限公司

數(shù)控刀具的重磨與再涂層

關(guān)鍵詞 數(shù)控刀具|2010-09-04 00:00:00|來(lái)源 中國(guó)超硬材料網(wǎng)
摘要 硬質(zhì)合金和高速鋼刀具的重磨和再涂層是目前常見(jiàn)的工藝。盡管刀具重磨或再涂層的價(jià)格僅為新刀具制造成本的一小部分,但卻能延長(zhǎng)刀具壽命。重磨工藝是特殊刀具或價(jià)格昂貴刀具的典型處理方法??蛇M(jìn)...

  硬質(zhì)合金和高速鋼刀具的重磨和再涂層是目前常見(jiàn)的工藝。盡管刀具重磨或再涂層的價(jià)格僅為新刀具制造成本的一小部分,但卻能延長(zhǎng)刀具壽命。重磨工藝是特殊刀具或價(jià)格昂貴刀具的典型處理方法??蛇M(jìn)行重磨或再涂層的刀具包括鉆頭、銑刀、滾刀以及成形刀具等。
    
  刀具的重磨
    
  在鉆頭或銑刀的重磨過(guò)程中,需要磨削切削刃以除去原涂層,因此所用砂輪必須具有足夠的 硬度。重磨對(duì)切削刃的預(yù)處理是非常關(guān)鍵的,不僅要保證刀具重磨后原始切削刃的幾何形狀 能被完全準(zhǔn)確地保留,而且要求重磨對(duì)PVD涂層刀具必須是“安全”的。因此,必須避免不合理的磨削工藝(例如:高溫導(dǎo)致刀具表層受損的粗磨或干磨)。
    
  涂層之前,可用化學(xué)方法去除原有的全部涂層。化學(xué)去除法常用于復(fù)雜刀具(如滾刀、拉刀),或多次復(fù)涂的刀具以及因涂層厚度而產(chǎn)生問(wèn)題的刀具?;瘜W(xué)去除涂層的方法通常僅限于高速鋼刀具,因?yàn)樵摲椒〞?huì)損害硬質(zhì)合金基體:采用化學(xué)去除涂層法將從硬質(zhì)合金 基體上濾除鈷,導(dǎo)致基體表面疏松、產(chǎn)生氣孔以至難以進(jìn)行再涂層。
    
  “化學(xué)去除法首選用于高速鋼硬涂層的腐蝕去除”巴爾查斯涂層公司的技術(shù)主管Dennis Quinto先生指出。“由于硬質(zhì)合金基體中含有與涂層中類似的化學(xué)成分,因此化學(xué)去除溶劑更容易損害硬質(zhì)合金基體而不是高速鋼基體”。
    
  “刀具在涂層去除溶液中停留的時(shí)間是至關(guān)重要的”金星涂層公司的副總裁Bill Langendor fer先生指出。“把刀具留在溶液中的時(shí)間越長(zhǎng),對(duì)刀具的腐蝕就越嚴(yán)重。盡管對(duì)高速鋼而言,腐蝕率要低得多,但當(dāng)?shù)毒呱系脑繉颖蝗コ笕詰?yīng)立即將刀具取出并進(jìn)行清洗”。
    
  此外,還有一些適用于去除PVD涂層的具有專利的化學(xué)方法。在這些化學(xué)方法中涂層去除溶液與硬質(zhì)合金基體僅有微小的化學(xué)反應(yīng),但目前這些方法尚未廣泛使用。另外,還有其它清洗涂 層的方法,如激光加工、研磨噴砂等。化學(xué)去除法是最常用的方法,因?yàn)樗梢蕴峁┝己玫?表面涂層去除一致性。
    
  目前典型的再涂層工藝是通過(guò)重磨工藝去除刀具原有涂層。
    
  再涂層的經(jīng)濟(jì)性
    
  最常見(jiàn)的刀具涂層有TiN、TiC和TiAlN。其它超硬氮/碳化物的涂層也有應(yīng)用,但不太普遍。PVD金剛石涂層刀具也可以進(jìn)行重磨和再涂層。在再涂層過(guò)程中,刀具應(yīng)被“保護(hù)”以避免臨界表面的損傷。
    
  常常有這種情況:用戶購(gòu)買了未涂層的刀具后,在刀具需要重磨時(shí)再進(jìn)行涂層,或在新刀具或重磨后的刀具上進(jìn)行不同的涂層。
    
  Bill Langendorfer先生說(shuō):“在很多情況下,我們?nèi)コ毒呱系腡iN涂層,重新涂上TiAlN 涂層。因?yàn)橛脩粝M岣叩毒叩纳a(chǎn)效率,而TiAlN涂層工具比TiN涂層工具切削速度更高、也更耐高溫。用戶常常希望可以從刀具制造商那里獲得性能更好的新的涂層刀具,因此‘刀具制造商可能不得不重新開(kāi)發(fā)一種帶有TiAlN涂層的新刀具’。但與重新開(kāi)發(fā)這種新刀具相比,從舊刀具上去除TiN涂層并涂上 TiAlN涂層所花的時(shí)間要短得多。”
    
  再涂層的限制像一把刀具可以多次重磨一樣,刀具的切削刃也可以進(jìn)行多次涂層。而“在已經(jīng)重磨過(guò)的刀具表面獲得粘著性能良好的涂層是提高刀具性能的關(guān)鍵。”IonBond LLC公司國(guó)內(nèi)銷售總監(jiān)Rob Bokram先生指出。
    
  除切削刃以外,在刀具每次修磨時(shí),刀具表面的其余部分也許并不需要去除涂層或再涂層,這取決于刀具的類型以及加工中所使用的切削參數(shù)。滾刀和拉刀是進(jìn)行再涂層時(shí)需去除所有原涂層的刀具,否則刀具性能將會(huì)降低。在應(yīng)力導(dǎo)致的粘附問(wèn)題變得突出之前,刀具可進(jìn)行少量幾次再涂層而不需除去舊涂層 。盡管PVD涂層具有有利于金屬切削的殘余壓應(yīng)力,但這種壓力會(huì)隨涂層厚度的增加而增大,并且在超過(guò)某個(gè)固定的限值后涂層將開(kāi)始出現(xiàn)分層現(xiàn)象。在未去除舊涂層而進(jìn)行再涂層時(shí),刀具的外徑上就增加了一個(gè)厚度。對(duì)于鉆頭而言,就意味著所鉆的孔徑在變大。因此必須考慮涂層附加的厚度對(duì)刀具外徑的影響,同時(shí)還要考慮這二者對(duì)被加工孔徑尺寸公差的影響。
    
  一個(gè)鉆頭可在不去除舊涂層的情況下再涂層5~10次 ,但在此之后將面臨嚴(yán)重的誤差問(wèn)題。Spec工具公司副總裁Dennis Klein則認(rèn)為:在±1μm 的誤差范圍內(nèi),涂層厚度不會(huì)成為問(wèn)題;但當(dāng)誤差在0.5~0.1μm范圍內(nèi)時(shí),必須考慮涂層厚度帶來(lái)的影響。只要涂層厚度不成為問(wèn)題,那么再涂層、重磨的刀具完全可能比原來(lái)的性能更好。

 

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