刀具材料
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- 刀具材料 目前已有許多種刀具涂層可供選擇，包括PVD涂層、CVD涂層以及交替涂覆PVD和CVD的復合涂層等，從刀具制造商或涂層供應商那 里可以很容易地獲得這些涂層。本文將介紹一些刀具涂層共有的屬性以及一些常用的PVD、CVD涂層選擇方案。在確定選用何種涂層對于切削加工最為有益時， 涂層的每一種特性都起著十分重要的作用。
1.涂層的特性
(1)硬度
涂層帶來的高表面硬度是提高刀具壽命的最佳方式之一。一般而言，材料或表面的硬度越高，刀具的壽命越長。氮碳化鈦(TiCN)涂層比氮化鈦(TiN)涂 層具有更高的硬度。由于增加了含碳量，使TiCN涂層的硬度提高了33%，其硬度變化范圍約為Hv3000～4000(取決于制造商)。表面硬度高達 Hv9000的CVD金剛石涂層在刀具上的應用已較為成熟，與PVD（物理方法）涂層刀具相比，CVD金剛石涂層刀具的壽命提高了10～20倍。金剛石涂層的高硬度和 切削速度可比未涂層刀具提高2～3倍的能力使其成為非鐵族材料切削加工的不錯選擇。
(2)耐磨性
耐磨性是指涂層抵抗磨損的能力。雖然某些工件材料本身硬度可能并不太高，但在生產過程中添加的元素和采用的工藝可能會引起刀具切削刃崩裂或磨鈍。
(3)表面潤滑性
高摩擦系數會增加切削熱，導致涂層壽命縮短甚至失效。而降低摩擦系數可以大大延長刀具壽命。細膩光滑或紋理規則的涂層表面有助于降低切削熱，因為光滑的 表面可使切屑迅速滑離前刀面而減少熱量的產生。與未涂層刀具相比，表面潤滑性更好的涂層刀具還能以更高的切削速度進行加工，從而進一步避免與工件材料發生 高溫熔焊。
(4)氧化溫度
氧化溫度是指涂層開始分解時的溫度值。氧化溫度值越高，對在高溫條件下的切削加工越有利。 雖然TiAlN涂層的常溫硬度也許低于TiCN涂層，但事實證明它在高溫加工中要比TiCN有效得多。TiAlN涂層在高溫下仍能保持其硬度的原因在于可 在刀具與切屑之間形成一層氧化鋁，氧化鋁層可將熱量從刀具傳入工件或切屑。與高速鋼刀具相比，硬質合金刀具的切削速度通常更高，這就
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