目前刀具产品除了提高使用寿命外还要求减少切削时的污染,尽可能使用干切削。在不能完全取消切削液的时候,尽量做到其中只含防锈剂而无有机物,这样可以使循环回收的成本大为降低。
切削刀具的多样性和使用时的工作状态特点,决定了选择刀具镀层的不同。车削和钻孔不同,铣刀又应考虑其断续冲击的特点。早期发展的涂层以耐磨为主要着眼点,以提高硬度为主要指标。以氮化钛为代表的此类涂层具有较高的摩擦系数,加工时与工件之间不断摩擦将产生大量热能。
为避免刀具过热发生变形影响加工精度和延长其使用寿命,通常使用切削液。要解决减少或免除切削液带来的问题,刀具镀层不仅应使刀具保持长寿命,且应具备自润滑的功能。类金刚石涂层的出现在对某些材料的机械加工方面显示出优势,但经过多年的研究表明,类金刚石涂层的内应力高、热稳定性差和与黑色金属间的触媒效应使SP3结构向SP2转变等三种缺点,决定了它目前只能应用于加工有色金属,因而限制了它在机械加工方面的进一步应用。
但是近年来的研究表明,以SP2结构为主的类金刚石涂层硬度也可达到20~40GPa,却不存在与黑色金属起触媒效应的问题,其摩擦系数很低又有很好的抗湿性,切削时可以用于冷却剂也可用于干切削,其寿命比非镀层刀有成倍的提高,加工钢铁材料不存在任何问题,因而引起了涂层公司、刀具厂家极大的兴趣。假以时日,这种新型的类金刚石涂层将会在切削领域得到广泛的应用。 |