螺紋刀具硬質合金塗層

硬質合金塗層

硬質合金刀具的塗層有物理氣相沉積(PVD)和化學氣相沉積(CVD)兩種方法。前者常用的有TiN、TiCN、TiALN及其複合塗層等。對於整體硬質合金絲錐、整體硬質合金螺紋銑刀等整體硬質合金刀具，根據需要可以采用PVD方法塗層。對於硬質合金刀片，則多采用化學氣相沉積(CVD)方法塗層。

硬質合金塗層早在20世紀60年代已出現。采用化學氣相沉積(CVD)工藝，在硬質合金表面塗覆一層或多層(5μm~13μm)難熔金屬碳化物。塗層合金有較好的綜合性能，基體強度韌性較好，表面耐磨、耐高溫。但塗層硬質合金刃口鋒利程度與抗崩刃性不及普通硬質合金。目前硬質合金塗層刀片廣泛用於普通鋼材的精加工、半精加工及粗加工。塗層材料主要有：TiC、TiN、TiCN、AL2O3及其複合材料。硬質合金金刀片CVD塗層工藝，目前較普遍的塗層結構是：TiN-AL2O3-TiCN-基體。

TiC塗層具有很高的硬度與耐磨性，抗氧化性也好，切削時能產生氧化鈦薄膜，有效降低摩擦系數，減少刀具磨損。一般切削速度可提高40%左右。TiC與鋼的粘結溫度高，表面晶粒較細，切削時很少產生積屑瘤，適合於精加工。TiC塗層的缺點是線膨脹系數與基體差別較大，與基體間形成脆弱的脫碳層，降低了刀具的抗彎強度。因此，在重切削、加工硬材料或帶夾雜物的工件時，塗層易崩裂。

TiN塗層在高溫時能形成氧化膜，與鐵基材料摩擦系數較小，抗粘結性能好，能有效地降低切削溫度。TiN塗層刀片抗月牙窪及後刀面磨損能力比TiC塗層刀片強。適合切削鋼與易粘刀的材料，加工表面粗糙度較小，刀具壽命較高。此外TiN塗層抗熱振性能也較好。缺點是與基體結合強度不及TiC塗層，而且塗層厚時易剝落。

TiC-TiN複合塗層：第一層塗TiC，與基體粘結牢固不易脫落。第二層塗TiN，減少表面層與工件的摩擦。

TiC-AL2O3複合塗層：第一層塗TiC，與基體粘結牢固不易脫落。第二層塗AL2O3，使表面層具有良好的化學穩定性與抗氧化性能。這種複合塗層能像陶瓷刀那樣高速切削，壽命比TiC、TiN塗層刀片高，同時又能避免陶瓷刀的脆性、易崩刃的缺點。

目前單塗層刀片已很少應用，大多采用TiC-TiN複合塗層或TiC-AL2O3-TiN三複合塗層。

塗層硬質合金是一種複合材料，基體是強度、韌性較好的合金，而表層是高硬度、高耐磨、耐高溫、低摩擦的材料。這種新型材料有效地提高了合金的綜合性能，因此發展很快。廣泛適用於可轉位硬質合金螺紋車刀刀片、螺紋銑刀等。

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