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1、TiB2：为铝量身定做的：为铝量身定做的 PVD 刀具涂层刀具涂层 文/Doug Bonfiglio SGS 刀具公司 研发工程师倘若你正在加工铝材料，或许你会觉得 pvd 涂层的 硬质合金切削刀具可能并不适合你的加工任务。然而， 一种新型的涂层及加工应用使得 PVD 绽放出与众不同 的光芒：实际测试证实覆盖有 TiB2涂层的刀具可以提 升铝材质的应用非常显著地降低加工成本。 诸如 TiN、TiCN 以及 AlTiN 的传统 PVD 涂层通常 被定义为不适合进行铝材质的铣削应用。传统的 PVD 加工应用由涂层表面较涂层下的硬质合金粗糙，以至于 铝反而在粗糙的表面上被加工。此外，这些涂层也会与
2、铝产生反应，导致刀具和工件粘连。这会降低产量，缩 短刀具使用寿命，产生积屑瘤。 在加工铝材质的时候，好的刀具几何角度和刀刃设 计、正确的刀具涂层可以大大减少积屑瘤。TiB2 专注 于引起积屑瘤的两种主要因素，并且已经被证明，在加 工硅铝合金、钛合金、镁合金以及铜合金的时候，能够 提升产量降低成本。 与传统的 PVD 涂层不同，TiB2 应用一种独特的加 工工艺，以使涂层表面平滑，同时，TiB2 是硬度最高 的 PVD 涂层之一，它的陶瓷结构能够预防和铝材质之 间的化学粘连。此外，由于刀具几何角度专为铝材质特 别设计，使得 TiB2 涂层也有助于高速切削时的排屑。 但是 TiB2 是如何保持对其
3、它涂层的抗性？为了找 寻这个原因，使用铝合金测试材料包括 6061(含硅 在 0.4-0.8%)和 B39（含硅在 16-18%） ，在一台哈斯 VF- 3 上进行刀刃耐磨比较（使用 9%的水溶性切削液） 。覆 盖了 TiB2 涂层的刀具被与 DLC（类似金刚石涂层）进 行比较测试。 测试结果建议，与 DLC 相比较，TiB2 有增强了的 抗磨损保护，而 DLC 对于没有涂层的硬质合金并没有 额外的抗磨损保护（似乎是因为涂层脱离刀具的原因） 。 和 DLC 涂层刀具相比（如图） ，覆盖有 TiB2 的硬质 合金端铣会有更少的刀刃磨损（如图 1） ，并且涂层并没 有脱离刀具。图 1：覆盖有 Ti
4、B2 的硬质合金端铣没有露出涂层的分层图 2：覆盖有 DLC 的硬质合金端铣出现了涂层的分层由 TiB2 带来的被增强的抗磨损保护能够延长刀具 寿命，节约重要的成本。一家医疗器械制造商可以量化 这些节省，通过哈斯 VF-3 立式加工中心使用油性冷却 液来比较在 6061 铝合金上一个 TiB2 涂层（硬质合金或 者 HSS）的钻头和一个 TiN 涂层的钻头。为了生产 20000 个精加工的单件，制造商需要换他们 1/4的 TiN 涂层钻头 5 次，但是他们只需要一个 TiB2 涂层的钻头 就可以完成所有的 20000 个单件。TiB2 涂层的钻头使 得每件单件成本降低了 51%，或者每 20000 件单件节约 了 431.00 美元。 在加工铝材质的时候，使用更高速度和进给可以增 加产量，清除了积屑瘤的切削刀具、提供足够的抗磨损 保护可以降低成本。感谢 TiB2 和 PVD 涂层加工上的新 发展，使得制造商加工铝材质能有更多的选择来使他们 的产量和收益最大化。 TiB2 详细说明： 显微硬度：4000HV （DLC 涂层有相似的硬度价值）摩擦系数：0.45 氧化温度：850-1562 厚度：1-2 微米（基于刀具直径）刀具公司
