CNC精密加工解決刀具崩刃、塗層剝（bāo）落、熱裂紋的解決方案

挑戰：解決麵銑加工中的刀具壽（shòu）命和與（yǔ）生產安全相關的崩刃、塗（tú）層剝落和熱裂紋等問題。

解決方（fāng）案：GC1130新材質采用了細晶粒高鉻基體和Zertivo™技術PVD塗層，大幅提升了基體/塗層的附著力和切削（xuē）刃（rèn）完整性。

刀片塗層崩落和切削刃（rèn）崩刃的情況在困難工況麵（miàn）銑操作中經常出現，會導致刀（dāo）具壽命縮短，這（zhè）些問題通常出現在複雜走刀、長懸伸、深型腔加工和濕切作業中。

山特維克可樂滿開發了一種新的刀（dāo）片材質GC1130，它使用了細晶粒高鉻基體Zertivo™技術生產的PVD塗層。GC1130主要用於鋼材（ISO-P）加工，同時，它也能很好地用於混合材料的加工。

山特維克可樂（lè）滿的研發工程師接受了這項（xiàng）挑戰（zhàn）—對先進的PVD鋼件材質GC1030進行再次改進。在係統分析客戶需求的基礎上，研發人員通過進行大量的機加工（gōng）測試完成了這項（xiàng）改進。這（zhè）些（xiē）測試全部在真實的機加工車間進行，研發團隊得到了客戶的大力支持。

研（yán）發人員對（duì）測（cè）試結果（guǒ）進行分析，找到三個主要問題：刀刃線附近崩刃、塗層剝落和熱裂紋（見下（xià）圖）。現有材質（zhì）已經能充分抵禦化學和磨料磨損，因（yīn）此這些方麵不需要改（gǎi）變。需要做的是優（yōu）化硬質合金和塗層之間的相互作用，從而最大程度地保持刀（dāo）片的完整性。

GC1130的基體（tǐ）十分堅硬（yìng）且耐磨，這是由其成分中的高鉻含量和（hé）細晶粒結構所決定的。碳化鎢顆粒結構可提升刀刃（rèn）強度並能（néng）實現更好、更均（jun1）衡（héng）的性能。

GC1130塗層含有鈦、鋁和鉻，既能抵抗連續磨損也能抵禦化學腐蝕。其結構，尤其是塗（tú）層顆粒大（dà）小和納米層狀結構，能在最大程度上減少熱裂紋和崩刃現象的產生（shēng）。

刀（dāo）片材質的幾種成分會相互作用（yòng），一種（zhǒng）成分可影響其他成分的屬性。Zertivo技術所使用的先（xiān）進（jìn）控製工藝能優化塗層和基體之間的相互作用，更好地避免（miǎn）刀刃線附近出現的塗層剝落和小崩刃問題，從而發揮出材質的全部潛能。

GC1130是第一款Zertivo銑削材質，具有（yǒu）非常堅（jiān）韌的切削（xuē）刃。牢（láo）固的基體和經過優化的塗層能有效抵禦（yù）困難加工條件下刃線的崩刃和破（pò）裂問題，例如濕切時的溫（wēn）度變（biàn）化就是常（cháng）見的困難工況。

首批GC1130產品已於2015年10月（yuè）1日發布，用於CoroMill390銑刀的7毫（háo）米和11毫米刀片。GC1130尤其適合於CoroMill 390-07刀片，它們可廣泛（fàn）用於高加工要求的重複方肩銑和長懸伸方肩銑以及車銑（xǐ）等（děng）應用領域（yù）。

測試案例南京能看正能量的短视频app精密加工整理：

操作：連杆（gǎn）麵銑

材料：低合金鋼

刀片材質：GC1130

切削參數

結（jié）論（lùn）

現有刀片在使用27分鍾後報廢。GC1130刀具壽命（mìng）是其兩倍，並顯著提高生產經（jīng）濟性。         
磨損形式分布

在項目的前期（qī）研究階段，開發人員進行了針對性的銑削加工，發現了幾種主要的磨損類型。

從左至右順時針（見上圖）

塗層剝落 - 25%

磨料/化學磨損 - 15%

熱（rè）裂（liè）紋 - 25%

崩刃 - 35%

CVD and PVD

CVD（化學氣相沉積）塗層包含各種組合（hé）的碳氮化鈦(TiCN)、氧化鋁(AL2O3)和氮化（huà）鈦。這一化學過程發生在700–1050 °C的高溫（wēn）之間。CVD塗層的主要好處是高度耐磨損（sǔn）並具有很（hěn）好（hǎo）的（de）耐熱性。

PVD（物理（lǐ）氣相沉積（jī））塗層是通過在較低溫度（400–600 °C）下發生物理反應而生成。常用塗層包括氮化物、碳氮化物、氧化物和氮氧（yǎng）化物。金屬原料，通常是含有鈦和鋁的多種複合（hé）物，在氮氣中（zhōng）蒸發（fā），並在（zài）刀具上留下一層薄薄的氮（dàn）化物。PVD材質通常用於堅韌鋒利的刀刃。這種塗層方（fāng）法（fǎ）的抗壓應力能提升刀刃硬（yìng）度並能阻止熱裂紋的產生。

Zertivo

Zertivo是山特維克可樂滿針對PVD材質研發的專有生產技術。Zertivo能通過精確控製關鍵工藝參數來改進整個塗層生產過程，從而獲得完美匹配目標（biāo）材質（zhì）的塗層。

除（chú）GC1130銑削材質外，現在Zertivo技（jì）術也可適（shì）用於CoroDrill 880的鑽削材質GC4344。該材質的成分和結構與GC1130有所不同，可滿足（zú）客（kè）戶的特殊需求（qiú）。