提高硬质合金数控刀片寿命的方法介绍

刀具在机加行业的应用很广，但是消耗的也很快，对于刀具寿命的研究也从未停止。刀具的寿命通常取决于刀具的材料以及加工的工件和不同的加工工艺，所以刀具的寿命需要根据具体情况而定。现在我们来讨论一下怎么提高硬质合金数控刀片的寿命。

不断发展的刀具基体、涂层和切削刃制备技术对于限制刀具磨损和抵抗切削高温至关重要。这些要素，加上在可转位刀片上采用的断屑槽和转角圆弧半径，决定了每种刀具对于不同的工件和切削加工的适用性。所有这些要素能够延长刀具寿命，使切削加工更经济、更可靠。钨钢抗震车刀杆

1、改变基体

通过在1-5μm范围内改变碳化钨的粒度，刀具制造商可以改变硬质合金刀具的基体性能。基体材料的粒度对于切削性能和刀具寿命起着重要作用。粒度越小，刀具的耐磨性越好。反之，粒度越大，刀具的强韧性越好。

此外，将硬质合金数控刀片材料的钴含量提高6%-12%，可以获得更好的韧性。因此，可以通过调整钴含量来满足特定切削加工的要求，无论这种要求是韧性还是耐磨性。

刀具基体的性能还可以通过在接近外表面处形成富钴层，或者通过在硬质合金材料中有选择性地添加其他合金元素(如钛、钽、钒、铌等)而获得增强。富钴层可以显着提高切削刃强度，从而提高粗加工和断续切削刀具的性能。

此外，在选择与工件材料和加工方式相匹配的刀具基体时，还***考虑另外5种基体特性——断裂韧性、横向断裂强度、抗压强度、硬度和耐热冲击性能。例如，如果硬质合金刀具出现沿切削刃崩刃的现象，就应该选用具有较高断裂韧性的基体材料。而在刀具出现切削刃直接失效或破损的情况下，可能采用的解决方案是选用具有较高横向断裂强度或较高抗压强度的基体材料。对于切削温度较高的加工场合(如干式切削)，通常应该选硬度较高的刀具材料。在可以观察到刀具产生热裂纹的加工场合(在铣削加工中常见)，建议选用耐热冲击性能较好的刀具材料。

2、涂层选择

涂层也有助于提高硬质合金数控刀片的切削性能。目前的涂层技术包括：

①氮化钛(TiN)涂层：这是一种通用型PVD和CVD涂层，可以提高刀具的硬度和氧化温度。

②碳氮化钛(TiCN)涂层：通过在TiN中添加碳元素，提高了涂层的硬度和表面光洁度。

③氮铝钛(TiAlN)和氮钛铝(AlTiN)涂层：氧化铝(Al2O3)层与这些涂层的复合应用可以提高高温切削加工的刀具寿命。氧化铝涂层尤其适合干式切削和近干切削。AlTiN涂层的铝含量较高，与钛含量较高的TiAlN涂层相比，具有更高的表面硬度。AlTiN涂层通常用于高速切削加工。钨钢抗震车刀杆

④氮化铬(CrN)涂层：这种涂层具有较好的抗粘结性能，是对抗积屑瘤的解决方案。

⑤金刚石涂层：金刚石涂层可以显着提高加工非铁族材料刀具的切削性能，非常适合加工石墨、金属基复合材料、高硅铝合金和其他高磨蚀性材料。但金刚石涂层不适合加工钢件，因为它与钢的化学反应会破坏涂层与基体的粘附性能。

3、切削刃制备

在许多情况下，刀片切削刃的制备(或称刃口钝化)已成为决定加工成败的分水岭。钝化工艺参数需根据特定的加工要求而定。例如，用于高速精加工钢件的刀片对刃口钝化的要求就与用于粗加工的刀片有所不同。刃口钝化可应用于加工几乎任何类型碳钢或合金钢的刀片，而在加工不锈钢和特殊合金材料的刀片上，其应用则有***限制。钝化量可以小至0.007mm，也可以大到0.05mm。为了在条件恶劣的加工中起到增强切削刃的作用，还可以通过刃口钝化形成微小的T型棱带。

一般来说，用于连续车削加工以及铣削大部分钢和铸铁的刀片需要进行较大程度的刃口钝化。钝化量取决于硬质合金牌号和涂层类型(CVD或PCD涂层)。对于重度断续切削刀片，对刃口进行重度钝化或加工出T型棱带已成为一种先决条件。根据不同的涂层类型，钝化量可接近0.05mm。钨钢抗震车刀杆

与此相反，由于加工不锈钢和高温合金的刀片容易形成积屑瘤，因此要求切削刃保持锋利，只能进行轻微钝化(可小至0.01mm)，甚至还可以定制更小的钝化量。同样，加工铝合金的刀片也要求具有锋利的切削刃。

要提高刀具的使用寿命，除了上面的三点，在平时加工的时候也要注意正确用刀，不论是机加还是人工加工，在使用刀具的时候要严格按照规范进行操作。合理的用刀也能提高刀具的使用寿命，减少在刀具方面的投入。