刀具涂層材料的分類(lèi)及分析進(jìn)展-資料下載頁(yè)
2025-08-03 01:01本頁(yè)面
【正文】 步應(yīng)用。但是近年來(lái)的研究表明, 以SP2 結(jié)構(gòu)為主的類(lèi)金剛石涂層( 也稱為類(lèi)石墨涂層) 硬度也可達(dá)到2040GPa, 卻不存在與黑色金屬起觸媒效應(yīng)的問(wèn)題, 其摩擦系數(shù)很低又有很好的抗?jié)裥? 切削時(shí)可以用冷卻劑也可用于干切削, 其壽命比無(wú)涂層刀具成倍提高, 可以加工鋼鐵材料, 因而引起了涂層公司、刀具廠家的極大興趣。假以時(shí)日, 這種新型的類(lèi)金剛石涂層將會(huì)在切削領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。4. 2 立方氮化硼( CBN) 涂層 CBN 是繼人工合成金剛石之后出現(xiàn)的另一種超硬材料, 它除了具有許多與金剛石類(lèi)似的優(yōu)異物理、化學(xué)特性( 如超高硬度, 僅次于金剛石, 高耐磨性, 低摩擦系數(shù), 低熱膨脹系數(shù)等外, 同時(shí)還具有一些優(yōu)于金剛石的特性。CBN 對(duì)于鐵、鋼和氧化環(huán)境具有化學(xué)惰性, 在氧化時(shí)形成一薄層氧化硼, 此氧化物為涂層提供了化學(xué)穩(wěn)定性, 因此它在加工硬的鐵材、灰鑄鐵時(shí)耐熱性也極為優(yōu)良, 在相當(dāng)高的切削溫度下也能切削耐熱鋼、淬火鋼、鈦合金等, 并能切削高硬度的冷硬軋輥、滲碳淬火材料以及對(duì)刀具磨損非常嚴(yán)重的硅鋁合金等難加工材料。自1987 年Ina2gawa 等成功地制備了出純的CBN 涂層以來(lái), 在國(guó)際上掀起了CBN 硬質(zhì)涂層的研究熱潮。低壓氣相合成CBN 涂層的方法主要有CVD 和PVD 法。CVD包括化學(xué)輸運(yùn)PCVD, 熱絲輔助加熱PCVD, ECRCVD等。 PVD 則有反應(yīng)離子束鍍、活性反應(yīng)蒸鍍、激光蒸鍍離子束輔助沉積法等。研究結(jié)果表明: 在合成CBN 相、對(duì)硬質(zhì)合金基體的良好粘結(jié)和合適的硬度等方面已取得了進(jìn)展, 目前沉積在硬質(zhì)合金上的立方氮化硼最大僅為012015 Lm, 若想達(dá)到商品化, 則必須采用可靠的技術(shù)來(lái)沉積高純的經(jīng)濟(jì)的CBN 涂層, 其厚度應(yīng)在35 Lm, 并在實(shí)際金屬切削加工中證實(shí)其效果。 CNx 涂層 二十世代八十年代, 美國(guó)科學(xué)家Liu 和Co2hen設(shè)計(jì)了類(lèi)似B2Si3N4 的新型化合物B2C3N4, 并采用固體物理和量子化學(xué)理論計(jì)算出它的硬度可能達(dá)到金剛石, 這引起了世界各國(guó)科學(xué)家的關(guān)注。合成氮化碳成為世界材料科學(xué)領(lǐng)域的熱門(mén)課題。日本Okayama 大學(xué)的F Fujimoto采用電子束蒸發(fā)離子束輔助沉積法獲得的氮化碳涂層達(dá)到6317GPa, 武漢大學(xué)[合成的氮化碳硬度分別達(dá)到50GPa, 并沉積到高速鋼麻花鉆上, 獲得非常好的鉆孔性能。合成氮化碳的主要方法有真流和射頻反應(yīng)濺射法、激光蒸發(fā)和離子束輔助沉積法ECR CVD 法、雙離子束沉積法等。5 結(jié)語(yǔ)目前刀具涂層材料的開(kāi)發(fā)研究和在制造業(yè)的應(yīng)用研究都有加速的趨勢(shì)，涂層結(jié)構(gòu)正向著納米級(jí)多元化、復(fù)合化和多層化的方向發(fā)展。在多層涂層中尤其是納米多層膜，各單一成分涂層的厚度將越來(lái)越薄，層數(shù)也越來(lái)越多，有的已達(dá)700 多層，但這對(duì)涂層技術(shù)提出了很高的要求，且如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化也是其應(yīng)用的難點(diǎn)之一，需要做大量的研究。未來(lái)涂層的研究和開(kāi)發(fā)過(guò)程中將更注重切削摩擦學(xué)的應(yīng)用，切削摩擦學(xué)的理論和試驗(yàn)及涂層評(píng)定方法將有利于新涂層的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用推廣，新涂層工藝將為滿足不同的切削加工要求，提供更具針對(duì)性的適用涂層。
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