切削加工是精密機械制造行業(yè)的一項關鍵工序，對于機械制造的精密度有著重要影響。隨著科技進步和生產(chǎn)力水平的提高，工業(yè)生產(chǎn)方面對于切削技術的要求也越來越高，傳統(tǒng)的高速切削采用切削液冷卻刀具，但是切削液很難到達切削區(qū)，因此干切削技術應運而生。干切削在加工過程中不用或只用微量切削液，減少環(huán)境污染，降低生產(chǎn)成本，實用性很強。但是干切削只用少量切削液，所以對刀具的性能要求更高。為此，工業(yè)上采用刀具涂層來改善刀具自身的性能，利用CVD或PVD沉積方法改善刀具表面性質。不同的涂層材料對刀具有不同的作用，從而影響干切削加工的效果。下面，小編為大家分享一下不同刀具涂層材料對干切削加工有何影響吧。

　　一、硬涂層材料的影響

　　碳化鈦(TiC)是一種高硬度耐磨化合物，具有良好的抗摩擦磨損性能。氮化鈦( TiN )的硬度稍低，但具有較高的化學穩(wěn)定性，可大大減少刀具與工件之間的摩擦系數(shù)。在切削區(qū)高溫條件下，碳化鈦、氮化鈦等涂層材料還可以被氧化生成一些較軟的二氧化鈦膜，起到很好的固體潤滑劑的作用。硬涂層刀具已研究成功并投入使用，其壽命比未涂層硬質合金刀具提高了數(shù)十倍。

　　二、軟涂層材料的影響

　　在某些情況下，一些材料并不適合采用硬涂層刀具加工，如航空航天工業(yè)中的一些高強度硬質合金鐵合金等。這些材料在加工中非常粘刀，在刀具前刀面上生成積屑瘤，不僅增加切削熱、降低刀具壽命，而且影響工件表面質量。

　　采用軟材料涂層刀具可降低與工件材料的摩擦系數(shù)，降低切削力和切削溫度，還可防止在刀刃上產(chǎn)生積屑瘤，提高表面加工質量，延長刀具壽命。常用的軟涂層材料有二硫化鉬、二硫化鉭等。

刀具涂層

　　三、復合涂層材料的影響

　　由于與基體材料的物理化學性能差別太大，單一的涂層無法制成理想的涂層刀具，很難滿足干切削的要求。為了彌補這一缺陷，綜合各種材料優(yōu)點的復合涂層材料在刀具涂層技術中逐漸占據(jù)了主導地位。碳氮化鈦(TiCN)是在單一的碳化鈦(TiC)晶格中，用氮原子占據(jù)原來碳原子在點陣中的位置而形成的復合化合物，具有碳化鈦和氮化鈦的綜合性能，很適合于干式切削。

　　氮鋁化鈦(TiAlN)是氮化鈦和三氧化二鋁的復合化合物。氮鋁化鈦涂層具有較高的高溫硬度和抗氧化性能，在切削溫度很高的場合是常用的隔熱除層，特別適用于干切削鑄鐵鋼和不銹鋼等零件。這種復合化合物涂層材料不但具有氮化鈦的硬度和耐磨性，而且在切削過程中可氧化生成三氧化二鋁，具有非常好的抗氧化磨損和抗擴散磨損性能，在干切削過程中，其效果比碳氮化鈦好，已經(jīng)成為干切削加工中廣泛應用的涂層材料之一。

　　四、多涂層材料的影響

　　刀具涂層技術一方面要求涂層與基體之間有較高的結合強度，另一方面要求涂層材料與基體材料之間具有較低的化學活性。單涂層材料很難滿足這種要求。如果構成涂層的化合物之間有比較好的互溶性，則由多種化合物構成的復合涂層就可獲得更好的刀具性能。

　　例如，碳氮化鈦材料涂層刀具具有強度高耐磨性好等優(yōu)點，但熱硬性較差。當切削速度超過180m/min時，刀具會迅速磨損。因此，在高速加工時要采用具有良好導熱性的氮鋁化鈦涂層。但氮鋁化鈦涂層刀具在高速加工過程中會產(chǎn)生高溫，它與空氣中的氧起化學反應后會在刀具和工件之間產(chǎn)生一層隔熱層，從而嚴重降低刀具的性能。為解決這一問題，可在鉆頭上涂覆兩層不同材料：WC/C涂在表層以減少摩擦和積屑瘤；下面涂以高硬度的氮鋁化鈦涂層，形成一個復合涂層，這樣刀具的壽命可以提高3倍以上。

　　以上就是不同刀具涂層材料對干切削加工有何影響的相關內(nèi)容介紹。通過上述內(nèi)容可知，不同的涂層材料對干切削加工有著不同影響，硬涂層材料降低刀具與工件的摩擦系數(shù)，有著固體潤滑劑的功效；軟涂層材料降低切削力和切削溫度，防止產(chǎn)生積屑瘤，提高加工質量；復合涂層材料有良好的抗磨損性能，而多涂層材料能延長刀具使用壽命。