1.超级zx涂层的特点
日本住友电工硬质合金公司应用*的纳米技术和自主开发的pvd涂层技术,成功开发了用于切削刀具、由纳米级tialn和alcrn超薄涂层交替排列(多达约千层)组合而成的厚涂层——pvd“超级zx涂层”。与原有涂层(tin和aln的多层涂层)相比,这种新涂层提高了铝含量,并实现了性能*化:涂层硬度提高了40%(从原有涂层的40gpa提高到56gpa);由于涂层中新添加了铬(cr),涂层的开始氧化温度提高了约200℃(从原有涂层的816℃提高到1029℃)。
根据涂层的形成机理,对涂覆工艺条件进行了优化调整,使涂层中的残余压应力从硬质合金基体向涂层外表面逐渐增大,成梯度分布。其结果是,不仅没有损害涂层的抗剥落性能,而且平均压应力比原有涂层增大了1.2gpa。由于纳米级涂层交替重叠的效果,抑制了表面裂纹的扩展,从而提高了涂层强度和耐磨性能,大幅提高了刀尖抗崩刃的可靠性,使刀具寿命达到原有涂层刀具的2倍以上。
2.超级zx涂层的适用材料和加工实例
(1)用于铸铁铣削的超级zx涂层ack300
在铣削fcd450齿轮箱体的对比切削试验中(切削条件:v=200m/min,fz=0.12mm/z,d=2mm;干切削),用其他公司的涂层刀具加工350件后产生了大量涂层剥落,而用ack300超级zx涂层刀具加工400件后,刀片的损伤仍然非常轻微。
(2)加工钢/不锈钢用超级zx涂层acp200/acp300
用acp200涂层刀具铣削scm435钢件时(切削条件:fz=0.3mm/z,d=2mm;干切削;刀具寿命标准:vb=0.2mm),由对比试验结果可知,在超过300m/min的高速铣削条件下,耐磨性能和抗氧化性能优异的acp200超级zx涂层刀具的寿命是原有涂层刀具的2倍以上,显示出超群的加工效果。用acp300超级zx涂层刀具加工发电机用螺栓端面(sus316不锈钢)时(切削条件:v=63m/min,f=0.2mm/z,d=1.5mm;湿切削),其他公司的涂层刀具加工30件后因刀尖崩损而停止使用,而acp300超级zx涂层刀具能够加工70件,刀具寿命延长了1倍以上。
(3)车削小零件用超级zx涂层ac530u
用ac530u超级zx涂层刀具加工齿轮(材料为粉末烧结合金)的齿沟时(切削条件:v=100m/min,f=0.05mm/r,d=8.2mm),原有刀具加工60件后,因刀尖磨损过大而停止使用;而ac530u涂层刀具耐磨性能优异,加工90件后磨损很小,zui终加工数达到120件,刀具寿命延长了1倍。