刀具塗層技術集錦

從最初試圖採用加厚塗層的方法製備PVD塗層，近十個年頭過去了，而將該技術成功應用於可轉位刀片，更堪稱一個可圈可點的飛躍。對於厚度僅為千分之幾毫米的塗層，究竟是怎樣的塗層才有資格被專家認定為“加厚”塗層？迄今為止，多數高厚度的塗層都是採用CVD方法生產的，平均塗層厚度在10μm至12μm之間，其成份最初為TiN、TiCN以及氧化鋁與另外一種元素的化合物。


但在實踐應用中，隨著材料的需求範圍日漸擴展，為了更加嚴格地適配塗層材料的特性，刀具製造商往往又希望選擇鋁、鉻和矽這樣的化合材料，以便用最好的、最可能實現的方法來裝備其刀具產品，從而滿足客戶的新要求。而這就需要借助PVD技術來實現。而且，對該技術的運用還可獲得諸如超光滑的塗層表面和低處理溫度等多項優點。可以說，在將來採用諸如鋁、鉻、鋯和其他材料完全有可能創新開發出新的塗層材料。

黛傑 公司率先推出Supernitrides工藝解決方案—這種氧和氮的單結構的組合塗層產品將氮塗層和氧塗層的優點相結合，擯棄了單一塗層的缺陷。一般而言，氮塗層材料的生產成本相對昂貴，而且儘管其機械性能很好，卻仍然容易受到腐蝕。而氧塗層則反之，其具有很高的化學穩定性的同時，抗磨損能力卻極低。而新的組合塗層材料，至少可將其鋁含量提高到80mol%ALN，而傳統塗層材料的摩爾含量最高僅為65%ALN。

那麼，鋁含量的提高是否會帶來機械性能的降低？經驗證，這種現象並未在通過Supernitrides工藝獲得的產品上發生。與之相反，SupernitrideR2C3的磨損比傳統的AlTiN塗層材料降低了30～50%，有效延長了工具使用壽命。同時，由於它在升溫過程中具有極高強度，確保了較高的切削速度，從而意味著，可以將更多的材料納入到幹式加工範疇中來。

根據切削刃和實際應用的條件，採用PVD技術可生產出3μm、8μm甚至更厚的塗層。加厚塗層的優點也體現得相當明顯：首先，保護刀具的基體，令其免受加工過程中因高溫等因素引發的不良影響。其次，塗層的厚度加倍，刀具在相同應用條件下的使用壽命可延長100%。