上虎:简单多层复合涂层刀具的介绍
作者：缤果创意 发佈时间2010-10-13
上虎:多元涂层与基体的热膨胀系数和弹性模量存在差异，在结构和性能上的匹配性较差，刀具往往会过早失效。多层梯度结构能极大地缓冲这些缺陷，增大涂层与基体的结合力；多层界面可打断柱状晶的生长，阻碍裂纹的扩展，提高表面的硬度；涂层和过渡层组成了稳定的耐磨损耐冲击强化区，提高了韧性，从而使涂层的使用性能增强。目前，应用得较多的是层数在2～7之间的涂层刀具。
最早的多层涂层刀具是由TiN、TiC和Ti（C，N）组成的，每层涂层厚为数微米。TiC／TiN双涂层刀具兼有TiC的高硬度和高耐磨性，并有TiN良好的耐冲击性和良好韧性，涂层与钢之间的摩擦系数小，抗氧化温度达700℃左右，它能满足高强度钢的高速精加工要求。TiN／Ti（C，N）双涂层能提高刀具的使用寿命、耐蚀性及抗开裂性。它的丝锥攻削铸铁件螺孔，攻丝效率平均提高5．59倍；它的高速钢钻头钻削40Cr钢，切削寿命比涂TiN的钻头长3倍。
A12O3涂层有很多优良的性能，但Al2O3。与基体的结合强度较差。由于TiC、TiN的热膨胀系数接近基体，所以常用作多层涂层的底层。美国Carmet公司生产的牌号为54S的刀片是在含有TiC的基体上涂5／μm厚的Al2O3涂层，其抗后刀面磨损性能优于TiC和AI2O3涂层，用于高速切削时具有良好的切削性能。
刘建华等采用多弧离子镀方法，在YG6、YTl4硬质合金基体上沉积ZrN／TiN复合涂层，涂层刀具切削力降低了20％；提高了涂层刀具的耐磨性能，有效地缓解了硬质合金刀具的后刀面磨损。
三涂层的组合方式很多，例如TiC／Ti（C，N）／TiN、TiC／TiN／Al2O3、TaC／TiC／TiN等，它们都是利用各涂层的优点，根据不同的切削条件组合而成的。最常见的是TiC／Ti（C，N）／TiN涂层，它的切削及耐磨性能好于TiC／TiN双涂层，大多数涂层刀具厂家都有这种涂层刀具。Sandvik公司的GC415刀片是TiC／TiN／Al2O3涂层，其抗磨损能力优于Si3N4。日本不二越公司开发的SG新型涂层，其结构为TiN／Ti（C，N）／Ti，它的结合强度高，表层为Ti系特殊涂层，具有极好的耐热性。
黄元林等在LF6防锈铝的基体上采用多弧离子镀技术沉积了Ti（C，N）／TiN／Ti（C，N）／TiN／Ti（C，N）／TiN 6层涂层，它的结合强度良好，耐磨性提高了10倍以上。
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