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球墨铸铁在现代刀具上应用面加大

今天的刀具公司不再只能制造和销售刀具。 为了取得成功,他们必须顺应全球制造业的趋势,通过提高效率和与客户合作来降低成本。 在这个近乎即时的后北美自由贸易协定和后世贸组织的全球竞争时代,世界各地的公司都在以更快、更轻、更便宜的方式回应同样的感觉。

换句话说,他们生产的产品和零件包括那些可以高速运转的产品和零件,因为成本压力越来越大,越来越轻,需要更便宜。 实现这些目标的更好方法是开发和应用新材料,但是这些新的和改进的材料通常很难加工。 商业{今天}动力和技术困难的结合在汽车和航空航天空行业尤为突出,并已成为知识丰富的工具公司研发部门的主要驱动力。

例如,球墨铸铁已经成为汽车、农业设备和机床工业中发动机零件和其他零件越来越普遍的材料。 这种合金结合了较低的生产成本和良好的机械性能 它们比钢便宜,比铸铁具有更高的强度和韧性。 但与此同时,球墨铸铁非常耐磨,并且容易很快磨损刀具材料。 这种耐磨性很大程度上受珠光体含量的影响。 已知球墨铸铁的珠光体含量越高,其耐磨性越好,可加工性越差。 此外,球墨铸铁的多孔性导致断续切削,这进一步降低了使用寿命。 可以预期,对于高硬度和高耐磨性的切削材料,应考虑球墨铸铁的高耐磨性。 事实上,由非常硬的碳化钛或TiCN碳氮化钛制成的厚涂层已被证明在以每分钟300米的切削速度加工球墨铸铁时通常是有效的。 然而,随着切削速度的提高,切屑/刀具界面的温度也在升高。 当这种情况发生时,TiC涂层倾向于与铁发生化学反应并软化,并且更多的压力作用在抵抗凹坑磨损的涂层上。 在这些条件下,理想的是具有更好化学稳定性的涂层,例如Al2O3(尽管在较低速度下不像碳化钛那样坚硬或耐磨)

化学稳定性比耐磨性更成为一个重要的表现性能分界的确切速度和温度取决于被加工球墨铸铁的晶粒结构和性能。但是通常厚涂层的TiC或TiCN和仅有氧化物的较薄涂层是针对球墨铸铁应用的,因为今天大部分这类被加工材料的切削速度在每分钟150到335米之间。对于速度高于每分钟300米的应用,人们对这种材料是满意的。为了使这个范围性能较优,山高研发和推出了针对球墨铸铁加工的材质TX150。这种材质有一个硬且抗变形的基体,对于加工球墨铸铁很理想。它的涂层由一层较厚的很耐磨的碳氮化钛和一层较薄的抗月牙洼磨损的氧化物涂层,顶面是一薄层TiN。这种涂层运用目前工艺水平的产生耐磨性和抗月牙洼磨损需要的CVD涂层的全部硬度而且韧性平滑性增加的中温化学气相沉积(MTCVD)工艺。基体/涂层的组合性能给予很高的抗塑性变形和刃口微崩能力,使之成为正常速度下加工球墨铸铁的理想材质。涂层陶瓷也表现出能有效加工球墨铸铁。在过去,未涂层的韧性较好的诸如氮化硅和碳化硅纤维强化的氧化铝陶瓷应用受工件材料化学亲和性的限制。但是今天通过使用能抵抗切屑变形过程产生高热量的涂层刀具寿命已经显着增加。 然而,该领域的一些早期工件使用氧化铝涂层晶须来增强陶瓷。今天,大多数研究活动都集中在氮化钛涂层的氮化硅上。 该涂层能明显拓宽韧性较好的陶瓷的应用范围。



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