切削刀具精密表面处理化日已趋重要

当前机床发展趋势为高转速、高精度及高品质。高速运转作业对模具、切削刀具、机械配件的表面处理要求亦愈来愈高。延长使用年限、降低生产成本、创造较高利润，是业者共同追求的目标。

    以PVD涂层技术开发的陶瓷硬膜的种类日渐增多，包括氮化钛、碳氮化钛、碳化钛、氧化铝、类钻膜和氮化铝钛等。此类陶瓷硬膜目前应用于刀具或模具上，不但可提高刀具表面耐磨性，且不失金属基材的韧性。随着近来机床技术的新突破，切削加工已走向高速化，以缩短切削时间和提高加工件表面精度。

    为了配合高速加工、大量节省加工时间与成本，刀具的改进已成为重要的因素。碳化钨刀具因有较高耐磨性和硬度，在刀具市场上的比重日益增加。

     PVD技术出现于二十世纪七十年代末，制备的薄膜具有高硬度、低摩擦系数、很好的耐磨性和化学稳定性等优点。最初在高速钢刀具领域的成功应用引起了世界各国制造业的高度重视，人们在开发高性能、高可靠性涂层设备的同时，也在硬质合金、陶瓷类刀具中进行了更加深入的涂层应用研究。与CVD工艺相比，PVD涂层工艺处理温度低，在600℃以下时对刀具材料的抗弯强度无影响；薄膜内部应力状态为压应力，更适于对硬质合金精密复杂刀具的涂层；PVD工艺对环境无不利影响，符合现代绿色制造的发展方向。目前PVD涂层技术已普遍应用于硬质合金立铣刀、钻头、阶梯钻、油孔钻、铰刀、丝锥、可转位铣刀片、异形刀具、焊接刀具等的涂层处理。 　

    业内人士说，加工时要获得最佳效益必须选择适当的表面处理，中、重负荷模具需采用CVD高温镀钛，辅以精密真空热处理，才能达到可接受的变形量。此部分常用于冷锻冲模、油压抽引模、碳化钨抽线、抽管。在中、低负荷或精度要求严格的刀具、模具及机械配件的应用上，则以低温(150℃～500℃)PVD镀钛较为适当。

    高铝含量的氮化铝钛很容易在硬膜的表面生成氧化铝。这一层氧化膜可使氮化铝钛陶瓷硬膜的耐氧化温度达摄氏923度，可保护碳化钨刀具高速切削加工时的刃口耐氧化和保持高温硬度。然而，氮化钛和碳氮化钛虽然在高温时亦会生成二氧化钛氧化膜，但却不易黏着在硬膜上而随切屑剥落，使硬膜缺乏保护，快速氧化、劣化。因此，无论高温或低温镀膜的表面处理都必须选择适当的底材及稳定的热处理，辅以表面细磨精抛的前处理，才能臻于完善。