Hipims TiB2涂层在钛合金切削刀具中应用

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。

02 钛合金加工痛点 #

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。

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。