眾所周知,金屬切削過程中由於切屑變形NACHI鑽頭和摩擦,使切削區域產生了高溫,同時由於刀具和工件材料不同,構成了熱電偶的兩極而產生熱電動勢,產生了直流熱電流。熱電流容易強化刀具工作表面的氧化過程,加速了刀具的磨損。在一定條件下,刀具與機床、工件與機床的接觸區中,以及機床本身的磨擦副之間的接觸區中也會產生熱電動勢--熱電流。切削過程中還產生熱磁效應和電磁效應,在高溫接觸區表面還會產生電子發射--放電現三菱刀片像。
近幾年國內外科技人員研究表明,切削過程中所產生的熱電流以及其它因素所引起的熱電流,這兩股熱電流都是通過機床--刀具--工件--機床系統形成回路。與此同時還有局部的熱電流在刀具--工件有限的接觸區內循環,因此,加劇了刀具的磨損。所以,提高刀具切削性能和提高刀具耐用度除上述基本途徑外,還可采用一種新的途徑--即與強化刀具磨損的熱電流效應作鬥爭,即采取切斷熱電流回路。
切斷熱電流回路的方法很簡單,即使刀具與機床或工件與機床絕緣,使熱電流無法通過切削區域不能形成回螺旋絲攻路,這樣就可以減少金屬間親和性,減少了積屑瘤和鱗刺的產生,從而提高了刀具切削性能,提高了刀具耐用度和加工質量。
如何切斷熱電流回路。對車工來說,在車刀上下面上各用一塊膠木墊刀板或塑料墊刀板金屬切削油,使刀杆上下平面、側面與機床上的方刀架絕緣;對銑工、刨工來說,若用平口鉗裝夾工件,在鉗口與工件之間墊膠木板或橡膠板,使工件與平口鉗絕緣;對鑽頭和立銑刀來說,可采用高強度塑柄鑽頭和塑柄立銑刀,使刀柄與機床主軸孔絕緣。
通過生產實踐證明,切斷熱電流回路特別適用於加工高強工業用油度、高硬度、難切削加工材料的加工才能顯示其效果,通常可提高刀具耐用度1~2倍。因此,它是行之有效的一種最簡單、最容易實現的方法。塗層技術是提升刀具性能的主要手段之一。通過塗層提高了切削刀具抗各種磨損的能力,延長了刀具的壽命,提高了被加工零件的表面精度,也提高了切 削速度和進給速度,從而提高了金屬切削效率。今天,在切削刀具主流材料的硬質合金中,塗層硬質合金刀具占了80%,而其中CVD(化學塗層)又占了60% ~65%,其余為PVD(物理塗層)。
在CVD塗層方面,包括TiCN、TiC、TiN、ZrCN和Al2O3等各種 化合物的多層復合塗層對改善塗層的綜合性能,如結合強度、韌性、耐磨性和抗磨性及耐腐蝕性具有良好的效果。現在典型的VCDTiN(外層)+ Al2O3(中層)+TiCN(內層)多層式結構正在從塗層工藝上和塗膜的厚度上得到進一步改善。MTCVD(中溫化學塗層)因有較低的工藝溫度和較快的 沉積速率使得塗層與基體分界面上的脆性η相最小化,同時減少了在高溫CVD塗層中常見的由高溫導致的拉伸裂紋,因此,MTCVD TiCN塗層已成為CVD多層塗層中的一個主要構成,這種MTVCD已用於α- Al2O3塗層,如ISCAR的α-IC9150、α-IC9250、α-IC9350和α-IC4100等,提升了塗層與基體的結合強度和抗後面磨損、 前面磨損和抗粘附的能力。
在PVD塗層方面,也從單一的TiN或TiCN或TiAlN塗層發展到現在的復合塗層即硬塗層+軟塗層。為適應更高切削 速度和干式切削的要求,塗層刀具的紅硬性成為近幾年PVD技術的開發熱點。TiAlN的改進塗層AlTiN提高了薄膜中Al的含量(Al含量大於 50%),提升了塗層的紅硬性、化學穩定性和抗氧化的性能,如ISCAR的Al-IC910(加工鑄鐵和鋼)、Al-IC900、Al-IC930(加工 鋼、不鏽鋼、硬鋼、鑄鐵、高溫合金等)。
- Jan 15 Mon 2018 10:51
金屬切削過程中由於切屑變形和摩擦
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