數(shù)控機床刀具的重磨與再涂層

發(fā)布日期:2012-08-29    蘭生客服中心    瀏覽:2605

     硬質(zhì)合金和高速鋼刀具的重磨和再涂層是目前常見的工藝。盡管刀具重磨或再涂層的價格僅 為新刀具制造成本的一小部分,但卻能延長刀具壽命。重磨工藝是特殊刀具或價格昂貴刀具 的典型處理方法?蛇M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。重磨對切削刃的預處理是非常關鍵的,不僅要保證刀具重磨后原始切削刃的幾何形狀 能被完全準確地保留,而且要求重磨對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:高溫導致刀具表層受損的粗磨或干磨)。

    涂層的去除在刀具再涂層之前,可用化學方法去除原有的全部涂層;瘜W去除法常用于復雜刀具(如滾 刀、拉刀),或多次復涂的刀具以及因涂層厚度而產(chǎn)生問題的刀具。化學去除涂層的方法通 常僅限于高速鋼刀具,因為該方法會損害硬質(zhì)合金基體:采用化學去除涂層法將從硬質(zhì)合金 基體上濾除鈷,導致基體表面疏松、產(chǎn)生氣孔以至難以進行再涂層。 “化學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成分,因此化學去除溶劑更 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間是至關重要的”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間越長,對刀具的腐蝕就越嚴重。盡管對高速鋼而 言,腐蝕率要低得多,但當?shù)毒呱系脑繉颖蝗コ笕詰⒓磳⒌毒呷〕霾⑦M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方法。在這些化學方法中涂層去除溶液與硬質(zhì)合金基體僅有微小的化學反應,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。化學去除法是最常用的方法,因為它可以提供良好的 表面涂層去除一致性。? 目前典型的再涂層工藝是通過重磨工藝去除刀具原有涂層。 再涂層的經(jīng)濟性最常見的刀具涂層有TiN、TiC和TiAlN。其它超硬氮/碳化物的涂層也有應用,但不太普遍。 PVD金剛石涂層刀具也可以進行重磨和再涂層。在再涂層過程中,刀具應被“保護”以避 免臨界表面的損傷。? 

    常常有這種情況:用戶購買了未涂層的刀具后,在刀具需要重磨時再進行涂層,或在新刀具 或重磨后的刀具上進行不同的涂層。 Bill Langendorfer先生說:“在很多情況下,我們?nèi)コ毒呱系腡iN涂層,重新涂上TiAlN 涂層。因為用戶希望提高刀具的生產(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發(fā)一種帶有TiAlN涂層的新刀具’。但與重新開發(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行多次涂層。而“在已經(jīng)重磨過的 刀具表面獲得粘著性能良好的涂層是提高刀具性能的關鍵。”IonBond LLC公司國內(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,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)。滾刀和拉刀是進行再涂層時需去除 所有原涂層的刀具,否則刀具性能將會降低。在應力導致的粘附問題變得突出之前,刀具可進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力,但這種壓力會隨涂層厚度的增加而增大 ,并且在超過某個固定的限值后涂層將開始出現(xiàn)分層現(xiàn)象。在未去除舊涂層而進行再涂層時 ,刀具的外徑上就增加了一個厚度。對于鉆頭而言,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刀具外徑的影響,同時還要考慮這二者對被加工孔徑尺寸公差的影 響。? 

    一個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重的誤差問題。Spec工具公司副總裁Dennis Klein則認為:在±1µm 的誤差范圍內(nèi),涂層厚度不會成為問題;但當誤差在0.5~0.1µm范圍內(nèi)時,必須考慮涂 層厚度帶來的影響。只要涂層厚度不成為問題,那么再涂層、重磨的刀具完全可能比原來的 性能更好。

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