山特維克可樂(lè)滿打造新穎獨(dú)特的刀片涂層

■山特維克可樂(lè)滿（江蘇蘇州 215021）CHRISTER RICHT

刀片涂層的主要目的

增強(qiáng)刀片耐磨性并延長(zhǎng)刀具壽命。原則上講，在刀片基體上涂覆合適的多層涂層后，高機(jī)械強(qiáng)度刀片的壽命可大大提高，并有可能實(shí)現(xiàn)更高的切削參數(shù)。1970年，首個(gè)化學(xué)氣相沉積（CVD）涂層牌號(hào)的出現(xiàn)標(biāo)志著刀片涂層的問(wèn)世，之后刀片涂層經(jīng)歷了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。如今，針對(duì)ISO P25這一應(yīng)用范圍的第七代鋼件車削刀片為生產(chǎn)效率樹(shù)立了新標(biāo)準(zhǔn)。新涂層硬質(zhì)合金牌號(hào)的刀具材料具有前所未有的卓越性能，為生產(chǎn)效率的進(jìn)一步提升開(kāi)辟了道路。

涂層可轉(zhuǎn)位刀片

需要在刀片基體上涂上層層保護(hù)及耐磨材料。這主要是采用化學(xué)氣相沉積（簡(jiǎn)稱CVD）工藝。CVD基本上指的是各種氣態(tài)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并在基體表面形成固態(tài)涂層。氣態(tài)分子互相發(fā)生反應(yīng)，并受特定工藝參數(shù)影響而產(chǎn)生不同的涂層沉積。主要參數(shù)包括溫度、壓力和氣體類型（及其相對(duì)數(shù)量）以及涂層沉積的表面。當(dāng)今CVD工藝已經(jīng)發(fā)展成為高度優(yōu)化的高科技工藝，不但可對(duì)實(shí)際工藝進(jìn)行微調(diào)，而且可以高效率大批量制造刀片，并保持穩(wěn)定的質(zhì)量。山特維克可樂(lè)滿涂層刀片的非凡性能始終走在業(yè)內(nèi)最前沿，一路引領(lǐng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其現(xiàn)代CVD工藝的研發(fā)很大程度上依賴現(xiàn)代科學(xué)、專業(yè)技能以及不斷積累的豐富經(jīng)驗(yàn)。

氧化鋁（Al2O3）是一種久經(jīng)考驗(yàn)的刀具材料，應(yīng)用范圍較小，由其作為材料制成的整體陶瓷刀具僅限于某些材料的加工應(yīng)用。氧化鋁的隔熱效果出色，化學(xué)穩(wěn)定性極強(qiáng)，不易與金屬材料發(fā)生反應(yīng)。它質(zhì)地堅(jiān)硬，高度耐磨，但因其整體形式而導(dǎo)致脆性較大。不過(guò)，脆性大對(duì)于涂層來(lái)說(shuō)并不是什么問(wèn)題，因此對(duì)大部分刀片來(lái)講，氧化鋁是CVD涂層的理想選擇。涂層可防止過(guò)多熱量向刀片基體傳導(dǎo)，從而實(shí)現(xiàn)更高的切削速度并延長(zhǎng)刀具使用壽命。涂層也可阻止硬質(zhì)合金基體與工件材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此，氧化鋁可成為刀片覆蓋第二涂層的理想材料。

現(xiàn)代涂層技術(shù)

采用多層覆蓋法，各個(gè)涂層具有不同的屬性，共同造就了涂層刀片的卓越性能。在這種涂層結(jié)構(gòu)中，內(nèi)層通常是碳氮化鈦（TiCN），刀片涂上這種物質(zhì)之后便具有強(qiáng)大的附著力，耐磨性大大提高。氧化鋁則沉積在碳氮化鈦之上。外層的氮化鈦（TiN）可減少摩擦，而且氮化鈦呈金色，可清晰地顯示刀具磨損程度。

刀具材料與工藝技術(shù)不斷發(fā)展，也為新一代鋼件車削涂層刀片建立了一個(gè)更好的平臺(tái)。主要發(fā)展領(lǐng)域包括刀片基體、新刃口處理以及新刀片后處理方法。其中，一種面向所有參數(shù)（包括那些適用于制造新涂層牌號(hào)的參數(shù)）的新協(xié)同方法發(fā)揮了重要作用。制造工藝不僅為進(jìn)行鋼件車削的車床加工車間生產(chǎn)出更可靠和性能更佳的刀具，而且實(shí)現(xiàn)了刀具性能的穩(wěn)定性。

氧化鋁涂層

由大約1 μm大小的晶體組成，若以傳統(tǒng)方式應(yīng)用，可朝不同方向生長(zhǎng)。晶體方向?qū)τ谕繉訉傩院偷镀阅苡邢喈?dāng)大的影響。控制涂層中每個(gè)晶體的方向，使其朝著預(yù)期的方向，就能獲得屬性均勻一致的完美涂層。可以將這種情形比作用柱狀石頭鋪路，要么把石頭散開(kāi)形成一個(gè)表面，要么將每塊石頭立起，表面全部朝上，整齊地鋪在一起。

Inveio涂層技術(shù)在晶體方向控制上取得了突破性進(jìn)展。可轉(zhuǎn)位刀片前刀面由朝向一致的晶體組成。目前的演變是實(shí)現(xiàn)了對(duì)CVD工藝中氧化鋁晶體應(yīng)用的微調(diào)。晶體以獨(dú)特的方向生長(zhǎng)，形成晶體柱排列良好的涂層，產(chǎn)生了全新的刀片表面。這個(gè)新表面的散熱效應(yīng)更佳，金屬切削產(chǎn)生的熱量可分散到更大區(qū)域，從而產(chǎn)生降溫效果。涂層中出現(xiàn)的任何裂紋傾向也能見(jiàn)到類似的改善效果：裂紋跡象一般會(huì)在表面水平擴(kuò)散，而不是向材料縱深處開(kāi)裂，因此產(chǎn)生的破壞影響大大降低。

Inveio 技術(shù)邁出了第一步，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)應(yīng)用很廣的刀片牌號(hào)：GC4325，一款用于鋼件車削中間領(lǐng)域的新切削刃。制造工藝能夠?yàn)榈镀褂谜咛峁┵|(zhì)量和性能始終如一的刀具一直以來(lái)都是一個(gè)關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。晶體同向生長(zhǎng)的Inveio涂層技術(shù)的研發(fā)正在深入進(jìn)行，以開(kāi)發(fā)出可進(jìn)一步優(yōu)化鋼件車削鄰近區(qū)域的更多刀片牌號(hào)。

結(jié)語(yǔ)

Inveio涂層技術(shù)是刀具材料科學(xué)的一個(gè)新突破，造就了一款獨(dú)特的新鋼件車削刀片，優(yōu)化了ISO P25這一廣泛的應(yīng)用區(qū)域。有了這項(xiàng)新的創(chuàng)新技術(shù)，刀片性能得以顯著提升，超越了以往任何類似的牌號(hào)改進(jìn)，為開(kāi)發(fā)一系列鋼件車削刀片奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這項(xiàng)發(fā)展的重大意義也體現(xiàn)在為制造業(yè)帶來(lái)了進(jìn)一步提升效率的新機(jī)遇。