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PVD镀层F材质等级

最新的PVD复合镀层刀片为航空与模具领域的仿形铣削加工提供高生产率的方案。

应用PVD(物理气相沉积)镀层工艺的新型复合镀层在针对高硬度工件材料高性能立铣与仿形铣的铣刀片开发里正扮演一个重要的角色。快速增长的应用领域包括用于当今喷气发动机制造的高温合金与模具的高速精加工。

针对更高强度合金的韧性更好的刀片

在航空产业里,追求燃效更高与喷气发动机更安静的需求推动高温合金向进步纯度、韧性与高温强度等方面的发展。但是,这些进步对加工性是有负面影响的。随着合金高温强度的增加,在立铣与仿形铣加工时就产生作用在切削刃上的力。其结果是,曾经适用于加工很多种钛合金与镍基高温合金的C-2硬质合金材质等级变得不再合适了。假如应用到本日的高温合金,它们将不可避免地遭受切削刃的毁坏与切削深度线处严重的沟槽磨损。

对于这种研发的成果之一是已经推出了先进的细颗粒硬质合金铣削材质等级,它在高温合金应用里具备进步刀具寿命与改善可靠性的能力。与传统的硬质合金相比,细颗粒硬质合金具有更高的抗压缩强度,仅仅是为了韧性其本钱高一些。因此,它们抵抗高温合金加工常见失效模式比传统硬质合金要有效得多。

为进步高温合金加工的生产率,PVD镀层为了进步切削刃的耐磨性与韧性并且不牺牲细颗粒硬质合金基体的抗压缩强度与硬度而研发的。这种镀层的第一层是氮化钛 (TiN),下一层是碳氮化钛 (TiCN),然后是氮铝化钛 (TiAlN)。从历史上看,TiN镀层的通用性最好,对很宽范围的切削工况及很多种钛合金、高温合金有效。TiCN比TiN更硬,并且具有上述优点。第三种镀层在最近的几年里最具有吸引力。当它第一次推出时,由于镀层表面较粗糙而且一致性不太好,仅在有限的应用场合里进步切削速度的能力。在车削应用里进步铝的含量导致了速度能力与硬度的戏剧性进步。于是这种镀层的应用范围扩展了。

如今的细颗粒硬质合金铣削材质等级组合了多层这样的镀层,并且被证实在很宽的应用范围里比任何早期单一镀层形式的性能更好。最新的PVD复合镀层材质等级还提供其他重要的上风。其中之一是干切削。 由于这些材质等级在更快的切削速度下切除非常小的切屑,通常不需要冷却液来控制切削刃或工件上的积屑瘤。因此,通常可消除与使用冷却液相关的负面环境影响与本钱开销。

以山高为先锋的两种新技术在该领域提供经济性的上风。我们现在能提供通过直接压制或挤压方式获得早先只能由磨削生产的非常复杂的铣削槽型。消除这种昂贵的工序意味着一种加工难加工材料的本钱更低的方案。

针对模具应用的槽型与镀层

PVD复合镀层细颗粒硬质合金的另一重要应用领域是模具行业,它们能提供淬硬工具钢高速精加工的能力。在很多情况下,这些高速仿形铣削加工能获得的加工表面粗糙度好到足以戏剧性的降低或甚至取消钳工的手工抛光或其它手工精加工手段。总加工时间可减少多达25%至 30%。

对于山高来说,它所有的针对模具应用的仿形铣刀都使用PVD复合镀层细颗粒硬质合金刀片,这些刀片由具有两个有效切削刃的经精密磨削的切削刃组成。PVD复合镀层的一个明显的特性是它们的切削刃非常锋利,它代表了传统以为硬材料的高进给加工需要特别强壮的切削刃的观点的一种发展。

用于模具加工的山高最新的PVD复合镀层细颗粒硬质合金是为著名的小魔王小直径立铣系统研发的F15M与 F30M铣削材质等级。关于这些刀片的非常锋利的切削刃的一个重要补充是PVD(物理气相沉积)镀层工艺。由于PVD镀层薄,它们能精确地复制即使是非常锋利的切削刃。于是其终极产品把切削刃的耐磨性与化学稳定性结合在一起得到切削非常轻快的槽型。而且由于PVD镀层不会引起刃口强度的降低,切削刃的韧性好,因此能抵抗崩刃。

产品评述

正由于切削轻快的特性与高的切削刃强度的组合,用于小魔王立铣系统山高的PVD复合镀层铣削材质等级在航空与模具材料加工时提供高效可靠的性能。F15M材质等级专门设计用于高速仿形铣削加工里的超精加工,而F30M材质等级设计用于完成更宽范围的应用。它将为钢件、不锈钢与高温合金的立铣精加工与半精加工提供可靠的性能,而且足以加工硬度高达HRC 55的淬硬钢。结合小魔王切削刃锋利的B90刀片槽型,F30M材质等级能用于模具或航空材料的粗加工与半精加工。对于仿形铣削精加工,将该材质等级与精密球头槽型B90P结合,它也有锋利的切削刃并且在切削薄切屑时尤其有效。

An Edge on PCBN

As an alternative approach to meeting the requirements of high-hardness endmilling and copymilling operations, some cutting-tool manufacturers have developed either negative, or dead-flat, insert geometries aimed at providing greater edge strength. To obtain the necessary cutting speeds, PCBN-tipped (polycrystalline cubic boron nitride) inserts are used, which, in effect, remove the hardened work material by rubbing or burnishing, rather than cutting. Though this machining technique creates tremendous heat in the insert, the PCBN cutting material is able to withstand it. For this reason, Carboloy also offers PCBN-tipped inserts as an alternative to the PVD multi-layer micrograin carbides. From our perspective, however, the real value of PCBN for high-speed finishing of hardened materials lies in the future, when we can expect requirements for still higher cutting data. In the meantime, the PVD multi-layers with ultra-sharp edges offer proven capabilities to meet today's requirements as well as or better than PCBN, and at significantly lower cost.(end)

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