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Hipims TiB2涂层在钛合金切削刀具中应用

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01 钛合金加工的特点 #

  • 密度小、导热性差、切削加工时切削热不易扩散,集中在切削刃附近的小范围内,导致刀具寿命很短。
  • 钛合金的亲和力大;具有高的化学活性,易与相接触的金属亲和,导致粘结、扩散加剧、刀具磨损。
  • 钛合金弹性模量低、弹性变形大,会使已加工表面与后刀面的接触面积大,磨损严重。
  • 钛合金切削时变形系数小,使得切屑在前刀面上滑动摩擦路程增大,加速刀具磨损。

钛合金材料加工过程中切削力大、温度高,导致刀具磨损快、加工过程时变性增强,虽然保证了构件的尺寸和形位精度满足设计要求,但是工件表面会出现加工刀痕、棱边损伤、表面微裂纹、加工硬化、组织损伤等表面完整性问题。

Hipims-技术在钛合金切削刀具涂层中的应用

02 钛合金加工痛点 #

  • CNC与加工参数
  • 刃口处理与涂层工艺
  • 磨刀机与工艺
  • 刀具材料选择与刀型设计

03 PVD涂层对数控刀具的作用 #

增强刀具表面硬度,提高刀具耐磨性;隔热或导热;润滑,易于排屑。

还有,副作用,是的PVD涂层对刀具很可能有副作用,降低切削能力。当PVD的材料不符合加工的工况时,即使是微米级厚度,对刃口的影响十分巨大。另外,通常刀具涂层为增加附着力,采用高温镀膜,对锋利的刃口同样有明显伤害。

Hipims镀膜设备制备的TiB2涂层具有明显的优势 #

被加工材料为市面常用的Ti6Al4V钛合金材料,同样PVD装置中,采用DCMS和Hipims制备TiB2涂层,并进行相关切削测试。来平行对比DCMS和Hipims制备的TiB2涂层性能差异。

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总结 #

利用Hipims技术制备TiB2 涂层,具有高离化率特征,能量高,制备涂层致密,应力小,不容易崩却。同时TiB2 涂层刀具表面氧化所产生的 B2O3 液化膜,起自润滑作用,减少粘粘。具有较小磨损量,可以有效延长钛合金切削加工刀具的使用寿命。

型号成分硬度:HV膜厚抗氧化温度
(℃)
摩擦系数颜色应用领域
TiB2TiB230001.0~3.06000.3白色有色金属加工、塑料加工