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第 17 卷第 3 期兰州工业高等专科学校学报 Vol. 17 ,No. 3
2010 年 6 月 Journal of Lanzhou Polytechnic College J un. ,2010
文章编号:1009 - 2269 (2010) 03 - 0048 - 05
刀具表面涂层技术的研究进展
韩敏建
(西安航空技术高等专科学校机械工程系,陕西西安 710077)
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摘要: 通过对刀具表面进行涂层处理,可以显著提高刀具的表面硬度和耐磨性,延长刀具的使用
寿命. 目前刀具涂层制备方法主要包括化学热处理、热喷涂法、溶胶凝胶法、气相沉积法等. 涂层
刀具的发展呈现涂层成分多元化、涂层结构多层化、涂层基体梯度化和涂层工艺灵活化的趋势,涂
层刀具后处理技术包括热处理、磁化处理及深冷处理等. 随着技术的进步,更多更新型的刀具表面
涂层技术必将会出现.
关键词: 刀具表面涂层;梯度结构;物理气相沉积;化学气相沉积
中图分类号: T G 711 文献标志码: A
好,已经逐步成为刀具表面涂层技术的主导. 下面
0 引言
对各种方法的机理和特点做一些介绍.
随着现代工业技术的进步,高难度加工材料 1. 1 化学热处理
的使用日益增多,切削速度的不断提高,传统的刀化学热处理是将刀具置于特定的活性介质中
具常常不能适应新的要求. 虽然可以采取各种措加热、保温,使一种或几种元素渗入刀具的表层,
施,提高刀具材料的硬度与耐磨性,但同时也会带以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺. 通
来刀具材料抗弯强度和冲击韧性的下降,从而影常主要渗入的元素有: C、N 、Si 、B 等. 这种方法作
响刀具的使用性能. 最近几十年发展起来的刀具为最早使用的表面改性技术之一,获得的硬化层
表面涂层技术,就是在刀具基体上涂覆一层或多(渗层) 厚度容易控制,成分呈一定的梯度分布,但
层硬度高、耐磨性好的金属或非金属化合物薄膜硬化层脆性较大,容易剥落.
(如 TiC , TiAlN ,A12 O3 等) ,这种方法结合了基体 1. 2 热喷涂法
高强度、高韧性和涂层高硬度、高耐磨性的优点, 将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态,使用
降低了刀具与工件之间的摩擦因数,提高了刀具高压气流使其雾化并喷于刀具表面,从而形成一
的耐磨性而不降低基体的韧性. 因而可以显著延定厚度的涂层. 这种方法工艺简单,生产率高,但
长刀具的使用寿命,这是切削刀具发展的又一次涂层和基体材料的结合力差,涂层硬度也不是很
革命. 理想.
1. 3 溶胶凝胶法
刀具表面涂层的研究进展
1 溶胶凝胶法就是用含高化学活性组分的化
目前工业生产中刀具表面涂层技术的主要方合物作前驱体,在液相下将这些原料均匀混合,并
法有化学热处理、热喷涂法、溶胶凝胶法、气相沉进行水解、缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透
积法等. 其中气相沉积应用比较多,制备涂层质量明溶胶体系,溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合,形成三
收稿日期:2010 03 03
作者简介:韩敏建(1971 ) ,男,陕西武功人,助教,硕士.
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