成量公司現(xiàn)有多種PVD涂層可供選擇??紤]到高硬高強鋼的加工難度較大,不建議采用TiN涂層。TiCN涂層(簡稱C涂層)具有較高的硬度(HV3200),具有較好的抗磨粒磨損性能,同時具有較低的摩擦系數(shù),非常適合絲錐攻絲排屑和潤滑的情況。另選用F涂層和P涂層,以便與C涂層進行對比測試。三種涂層的性能(如表1)。涂層高硬鋼絲錐外觀(如圖2)所示。
表1



(圖1) 高硬鋼絲錐截面 (圖2) C涂層 P 涂層 F 涂層
C涂層外觀呈藍灰色,由三層結(jié)構(gòu)組成,參見圖3。TiN做為底層以提高涂層與基體的結(jié)合強度,中間為漸變過渡層以減小涂層應(yīng)力,最外層是TiCN體層,總厚度1.5-3um。

(圖3)C涂層結(jié)構(gòu)
F涂層和P涂層兩種涂層都是微合金化涂層,結(jié)構(gòu)有三種:雙層結(jié)構(gòu),多層結(jié)構(gòu)和納米多層結(jié)構(gòu)。圖4給出了P涂層的涂層結(jié)構(gòu)電子顯微鏡截面,F(xiàn)涂層的結(jié)構(gòu)與P涂層類似。

(圖4)P涂層的涂層結(jié)構(gòu)
對這幾種不同涂層的高硬鋼絲錐進行性能測試
切削條件:M12X1.25高硬鋼絲錐,機床LGmazak,轉(zhuǎn)速53r/min(線速度2m/min.),被加工材料42CrMo, 49-51HRC, 盲孔,底孔直徑10.75,深度25mm,攻絲深度20mm,冷卻條件:油冷。
測試結(jié)果

測試結(jié)果果表明,F(xiàn)涂層和P涂層高硬鋼絲錐切削扭矩較高切削阻力大,分別為28%和26%,對應(yīng)的攻絲壽命為60%和100%;相比之下,C涂層的扭矩較低并穩(wěn)定16%,并且壽命非常穩(wěn)定均達到了130%。
所以在這種加工條件下,TiCN涂層是高硬鋼絲錐的最優(yōu)涂層。
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