鎳粉/鎢粉/鈷粉等
有色金屬冶煉 為了進(jìn)一步提高硬質(zhì)合金的耐磨性,可以在其表面氣相沉積TiC或TiN等硬材料。涂層物質(zhì)應(yīng)滿足以下一些要求:①在低溫及高溫下都應(yīng)有高的硬度。②有好的化學(xué)穩(wěn)定性。③應(yīng)有滲透性和無(wú)氣孔。④對(duì)被加工材料應(yīng)有較低的摩擦系數(shù)。⑤要與工具基體粘結(jié)牢固。⑥要經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,并且容易生產(chǎn)。
當(dāng)今世界,硬質(zhì)合金也是刀具的主要材料,在模具、量具等領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大應(yīng)用份額,概括起來(lái),主要應(yīng)用于一下方面:①連續(xù)切削中的車削。②刀深度變化不大的仿行車削。③要求強(qiáng)度不大的間斷車。④鋼或灰口鑄鐵的高速端面銑。
涂層硬度合金的優(yōu)點(diǎn)很多,歸納如下:①通用性好。②可改善工件切削表面精度。③在相同的刀具壽命下大大提高切削速度。④在相同的切削速度下,可提高工具的壽命。
(1)涂層物質(zhì)
國(guó)外絕大部分廠家生產(chǎn)的涂層刀片用TiC涂層,其次是TiN涂層。TiC-TiN組合涂層和Ti(C·N)固溶涂層逐漸增多。近年來(lái)還發(fā)出了不少新的復(fù)合涂層。
TiC是目前比較理想的涂層物質(zhì),其優(yōu)點(diǎn)是高溫硬度、強(qiáng)度高,抗氧化性和耐月牙洼磨損性能好;其缺點(diǎn)是熱膨脹系數(shù)與其體差別較大,抗側(cè)磨損性能差。
與TiC 涂層相較,TiN涂層有以下優(yōu)點(diǎn):被涂刀片切削時(shí)形成月牙洼的傾向性小,其熱膨脹系數(shù)接近于基體,對(duì)熱震動(dòng)敏感性小,不易形成刀瘤?箓(cè)面磨損性好,而且它易于沉積和控制。其缺點(diǎn)是與基體粘結(jié)不太牢固。
TiC-TiN組合涂層及Ti(C·N)固溶涂層是20世紀(jì)70年代就開(kāi)發(fā)的新涂層,已在生產(chǎn)中成功應(yīng)用,復(fù)合涂層硬度涂層前途無(wú)量。
(2)涂層工藝
國(guó)內(nèi)外生成TiC涂層刀片的工藝和設(shè)備大同小異,共同的特點(diǎn)是將經(jīng)過(guò)處理的硬度合金刀片置于沉積反應(yīng)室內(nèi),然后用H2作載體,將TiCl4和甲烷引入反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行沉積反應(yīng)。反應(yīng)溫度大致控制在1000℃左右,加熱方式幾乎都是采用同一高頻感應(yīng)加熱,沉積壓力大多采用負(fù)壓。雖然在常壓下也能沉積出質(zhì)量好的涂層,但采用負(fù)壓沉積效率高,涂層也較均勻致密,特別是在沉積刀片的數(shù)量較多時(shí),采用負(fù)壓沉積的優(yōu)點(diǎn)尤為顯著。
(3)涂層厚度
國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的涂層刀片,其TiC涂層的厚度一般在5~8μm,TiN涂層較厚,在8~12μm范圍內(nèi)。
(4)涂層基體
涂層刀片的使用性能受基體成分的影響很大,涂層刀片基體應(yīng)滿足以下一些要求:①有良好的韌性和抗塑性變形性能。②有高的硬度。③其化學(xué)成分要與涂層材料相匹配,相互粘結(jié)應(yīng)牢固。④要在高的沉積溫度下不受損害。⑤其膨脹系數(shù)要與涂層材料相近。⑥有良好的導(dǎo)熱性。
在加工鋼材料時(shí),宜選擇WiC-TC-Co或WC-TiC-TaC-Co類合金;加工鑄鐵或有色金屬時(shí),宜選用WC-Co合金。加工的材料不同,對(duì)涂層合金的基體的要求也不同,意思說(shuō),涂層也應(yīng)該個(gè)性化,任何一種熱處理工藝都不是萬(wàn)能的,只要在特定的條件下才能發(fā)揮很大的功效。