涂層刀具已成為現(xiàn)代切削刀具的標志，在刀具中的使用比例已超過50%。切削加工中使用的各種刀具，包括車刀、鏜刀、鉆頭、鉸刀、拉刀、絲錐、螺紋梳刀、滾壓頭、銑刀、成形刀具、齒輪滾刀和插齒刀等都可采用涂層工藝來提高其使用性能。

　　市場上涂層刀具多以硬質(zhì)合金涂層為主，高速鋼涂層刀具較少，這與高速鋼刀具成本及基體材料性能有關(guān)。

1. 試驗過程

　　我公司分別在絲錐和滾刀上做了PVD涂層試驗。

　　（1）絲錐試驗。刀具：高速鋼機用絲錐M16-H2；涂層：PVD技術(shù)TiAlCrN，厚度2～4μm；加工工件：裝載機后車架（見圖1）；材質(zhì)：Q345B；螺紋孔數(shù)量：8個M16-6H↓16、2個M16-6H↓12。

　　試驗方法：分別取5支涂層絲錐與5支普通絲錐加工工件，因基體材料相同，故采用相同切削參數(shù)。研究絲錐的壽命及工件加工質(zhì)量。

　?。?/span>2）滾刀試驗。刀具：高速鋼齒輪滾刀m4.25；涂層：PVD技術(shù)TiAlCrN，厚度2～4μm；加工工件：變速箱一擋倒擋架（見圖3）；材質(zhì)：ZG310-570；齒數(shù)：57；齒寬：40.5mm。

　　試驗方法：分別取3把新涂層滾刀與3把新的普通滾刀加工工件，采用相同切削參數(shù)。研究滾刀第一次刃磨前的壽命及工件加工質(zhì)量。

2. 數(shù)據(jù)及成本分析

　　（1）絲錐壽命、成本分析。

　　5 種涂層絲錐壽命總和是5 種普通絲錐壽命總和的327÷173=1.87倍。

　　M16絲錐市場價格約為30元，涂層價格約為15元，成本降低為

　　[（1－30＋15）÷（30×1.87）]×100%=20%

　　使用涂層絲錐與普通絲錐相比，壽命提高為原來的1.87倍，成本降低20%。

　　涂層絲錐加工的螺紋孔，表面粗糙度質(zhì)量明顯提高。

　　（2）滾刀壽命成本分析。

　　3 種涂層滾刀壽命總和是3 種普通滾刀壽命總和的110÷46=2.39倍。

　　該滾刀市場價格約為800元，可以刃磨約20次，涂層價格約為150元，實際成本為

　?。?/span>150+800/20）/（800/20×2.39）=1.99倍

　　使用涂層滾刀與普通滾刀相比，壽命提高為原來的2.39倍，成本提升至原來的1.99倍。

　　涂層滾刀與普通滾刀相比，涂層滾刀加工工件的表面質(zhì)量更好，且毛刺較少。

3. 結(jié)語

　　根據(jù)試驗對比分析，我們可以看出，PVD金屬陶瓷涂層在高速鋼基體材料的刀具上的應(yīng)用，可使刀具壽命提高1倍左右，且工件的表面質(zhì)量會有一定程度的提升。

　　但是， 根據(jù)刀具成本的不同，在實際應(yīng)用過程中，是否能夠給企業(yè)帶來實質(zhì)性的效益，還需要根據(jù)企業(yè)的不同情況而定。