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數(shù)控刀具新科技發(fā)展近況與趨勢
作者:admin發(fā)布時間:2020-05-15 16:05
1、概述:
近年來,數(shù)控刀具材料基礎科研和新產(chǎn)品的成果集中應用在高速(超高速)、硬質(zhì)(含耐熱、難加工)、干式、精細(超精)數(shù)控機加工技術(shù)領域。刀具材料新產(chǎn)品的研發(fā)在超硬材料(金剛石、表面改性涂層材料、TiC基類金屬陶瓷、立方氮化硼、Al2O3、Si3N4基類陶瓷),W、Co類涂層和細顆粒(超細顆粒)硬質(zhì)合金基體及含Go類粉末冶金高速鋼等領域進展速度較快。
2、超硬材料領域:
金剛石(釬焊聚晶、單晶)各類刀具已迅速應用于高硬度、高強度、難加工有色金(合金)及有色金屬-非金屬復合材料零部件的高速、高效、干(濕)式機械切削加工行業(yè)中。其概況分述如下:
汽車、摩托車行業(yè):聚晶、人造單晶金剛石面銑刀、鏜刀、車刀、鉸刀、復合(組合)孔加工等數(shù)控刀具等正大量應用于高強度、高硬度Si--Al合金零部件自動生產(chǎn)線上;
竹木地板、傢具行業(yè):聚晶、CVD厚膜沉積金剛石(復合片)立銑刀、三面刃成形銑刀、面銑刀等類刀具正大量應用于高硬度復合竹木地板、傢具及門窗…等零部件自動生產(chǎn)線上;
航空、航天、汽車及電子信息技術(shù)行業(yè):金剛石CVD薄膜涂層數(shù)控刀具(以整體WCo類硬質(zhì)合金刀具為主)多應用于銑削、車削、鉆削、鉸削及锪削加工高強度鋁合金(鑄、鍛)、纖維-金屬層板、碳纖維熱塑性復合材料、鎂合金、石墨、陶瓷…等零部件,滿足高速、高壽命、干式機加工技術(shù)要求。各廠商正不斷地改進金剛石涂層工藝技術(shù),提高金剛石薄膜與刀具基體的結(jié)合牢度和致密度;
精細(超精)機加工技術(shù)領域:單晶天然、人造金剛石刀具應用于各種精密儀器透鏡、反射鏡、計算機磁盤、復印機(錄像機)磁鼓…等工件的精細(超精、納米級)車削加工;
單晶金剛石刀具還被應用于眼科角膜手術(shù)精細切割和印刷制板精細雕刻…等行業(yè)。
各廠商正在不斷改進金剛石各類刀具的刃磨工藝技術(shù)、刃磨精度及刃磨效率。
●表面改性涂層材料主要有:TiN、TiCN、TiALN、ALTiN、Al2O3、CrN、ZrC、MoS2、WS2…等,采用計算機控制PVD、PCVD、CVD涂層工藝技術(shù),將上述涂層材料用于對立銑刀、鉸刀、鉆頭、復合(組合)孔加工刀具、齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀、成形拉(推)刀及各種機夾可轉(zhuǎn)位刀片的表面改性涂層處理(基體為高速鋼、WCo類硬質(zhì)合金、Ti基類金屬陶瓷),滿足高速、高壽命切削加工高強度、高硬度鑄鐵(鋼)、鍛鋼、不銹鋼、鈦合金、鎳合金、鎂合金、鋁合金、粉末冶金、竹木…等材質(zhì)工件的生產(chǎn)技術(shù)不同要求。刀具表面改性涂層工藝技術(shù)對于大幅度提高數(shù)控刀具的切削性能,具有成本低、見效快的特點,該工藝技術(shù)可根據(jù)各種切削加工技術(shù)要求,機動靈活地變換涂層材料,工藝技術(shù)較優(yōu)。各廠商正在不斷提高涂層工藝技術(shù)、改進涂層材料及開發(fā)納米級多功能涂層材料,旨在不斷提高涂層結(jié)合牢度、耐磨性、抗沖擊韌性等,盡力擴大應用范圍。
●Ti基類金屬陶瓷(TiCN系)各種機夾可轉(zhuǎn)位車刀、鏜刀、鉸刀、銑刀、復合(組合)孔加工數(shù)控刀具及整體式立(球頭)銑刀、鉸刀等數(shù)控刀具正在應用于高強度、高硬度鑄鐵(鋼)合金、鍛鋼合金、淬火鋼合金、耐熱合金、粉末冶金零部件自動生產(chǎn)線上,以滿足高速、高效、硬質(zhì)、干(濕)式精細機加工技術(shù)要求。各廠商正采用添加不同的微量元素及燒結(jié)工藝技術(shù),研發(fā)新型金屬陶瓷材料產(chǎn)品,旨在不斷提高其抗彎強度、抗沖擊韌性、耐磨性。日本的金屬陶瓷刀具已經(jīng)占硬質(zhì)合金刀具總量的30%~40%。世界上,該類刀具應用面也呈迅速擴大的趨勢。
●立方氮化硼聚晶復合片銑刀(面銑刀、玉米齒立銑刀、球頭立銑刀)、鏜刀、車刀、鉸刀、復合(組合)孔加工等數(shù)控刀具(釬焊、機夾可轉(zhuǎn)位兩種結(jié)構(gòu)形式)大量應用于高強度、高硬度鑄鐵(鋼)合金、鍛鋼合金、淬火鋼合金、粉末冶金等零部件自動生產(chǎn)線上,滿足高速、高效、硬質(zhì)、精細機加工技術(shù)要求。
●Al2O3、Si3N4基類陶瓷(晶須增韌類)各種機夾可轉(zhuǎn)位車刀、銑刀等數(shù)控刀具應用于高強度、高硬度、耐磨鑄鐵(鋼)、鍛鋼、高錳鋼、淬火鋼、粉末冶金、工程塑料、耐磨復合材料等零部件生產(chǎn)線上,滿足高速、高效、硬質(zhì)、干式機加工技術(shù)要求。目前,各廠商通過對Al2O3、Si3N4基類陶瓷材料添加不同微量元素及創(chuàng)新生產(chǎn)工藝技術(shù),研發(fā)新型中、細顆粒陶瓷材料和功能梯度(多相)陶瓷材料產(chǎn)品,旨在不斷提高其抗彎強度、抗沖擊韌性。