數控機床

      摘要：2013年春秋兩（liǎng）季，普拉（lā）米特刀具（jù）用來加工材料組P的5種（zhǒng）開創性車削牌號引入捷克和全球市場。命（mìng）名為T9300的係列包括由普（pǔ）拉米特刀具公司生產的（de）以下材料（liào）：超堅硬且熱穩定性高的材（cái）料（liào）T9310、高性能（néng）牌（pái）號T9315、通用牌號T9325和（hé）高韌性牌號T9335。本文將介紹對此係列的研究、測（cè）試及其功用。

　　
　　2013年春秋兩季，普拉米特刀具用來加工材料組P的5種開創（chuàng）性車削牌號（hào）引入捷克（kè）和全球市場。這一命名為T9300的（de）係（xì）列包括由普拉米特刀具公司生產的以下材料：超堅硬且熱穩定性高的材料（liào）T9310;高性能牌號T9315;通用牌（pái）號T9325和高韌性牌號T9335。所有這些材料均由帶有獨特的MT-CVD塗層的燒結硬質合金製成。

　　
　　推出該係列之前進（jìn）行了大量的（de）研究，包括一係列切削測（cè）試、功能和技術測試（shì）以及多次拜訪客戶。其中一些操作將在本文進（jìn）行介紹。

　　
　 　選擇（zé）合適的（de）基體材料

　　
　　當代由燒結硬質合金製（zhì）成的切削材料，或牌號由兩部分組成：WC-MxC–Co基體和基於CVD或PVD技術的（de）澱積式薄保護層。

　　
　　作為整個切削材料的基本機械性能的載體，合適基體（tǐ）的正確選擇是非（fēi）常重要的。燒結硬質（zhì）合金基體的性能取決於多個參數，主要是鈷基粘結相(韌性（xìng）相)的含量和硬質合金細粒(耐（nài）磨的堅固相)的尺寸和成分。

　　
　　車削材質係列（liè）T9300選用了功能梯度材料(FGM)平台。每個牌號因不同的鈷相含量及相異的碳化鎢顆粒尺寸而各不相同（tóng）。功能梯度材料(FGM)基體的最突出優點是（shì）燒結硬質合金表麵層+極具韌性的鈷基（jī）粘（zhān）結相（xiàng）。該表（biǎo）麵層中的裂紋很難起裂和蔓延。由於在MT-CVD塗層上出現裂紋的可能性極高，因此這一優點對帶這種塗層的材料尤其有利。

　　
　　在研發（fā）全新材質係列T9300時（shí），選擇硬度和韌性作為要（yào）重點關注的燒結硬質合金的基本機械性能。使用設定值為30kg的硬度計測試了維氏硬度。使用帕爾姆克維斯特(Palmquist)方法獲得了燒結硬質（zhì）合金的韌性值，同時使用帶雪佛龍刻痕的樣件進行了彎曲（qǔ）測試。後一測試是聯合布爾諾市捷（jié）克科學（xué）院（yuàn）材（cái）料物理學會進（jìn）行的。各個牌號獲得（dé）的（de）硬度和韌性相對平均值的比較，請參見圖1，並可從該（gāi）圖得知標準材料為T9310。

 
　　
　　為說明基體特性而進行的其中（zhōng）一項功能性切削測（cè）試的目的是為了確定斷續切削中可轉位刀片的使用壽命。圖2中所示的固（gù）定件，即帶（dài）有不同可選可互換杆的圓筒為處於各種切削條件下的刀片提（tí）供（gòng）機械循環載荷。

     
　　
　　圖2：斷續（xù）切削條件下（xià）進行的切削試驗

 
　　
　　塗層及（jí）其屬性

　　
　　目前，塗（tú）層是燒結硬（yìng）質合金和高速不鏽（xiù）鋼等高性能切削材料不（bú）可或缺的一部分。其在底層基體和工件材料之間構（gòu）成了（le）一（yī）道屏障。

　　
　　在為車削（xuē）材質係列T9300選擇塗層時，必須始（shǐ）終牢記在待加工目標材料組上出現的磨損（sǔn）的特性類（lèi）型。塗層由兩個基本層組成。基本組分(磨損)為（wéi）高度耐磨TiCN層，其同時將（jiāng）塗層極牢固地黏附在基體上。噴塗層的第二組分(末後)是（shì）獨特的阿爾法層—Al2O3。該層的獨特性在於阿（ā）爾法相Al2O3的晶（jīng）體細粒（lì）以精準定義的方向實現（xiàn）了目標定向性（xìng）。所有Al2O3細粒的所選（xuǎn）晶麵朝向載荷軸的“定向（xiàng）性”具有多個優點。對於係列T9300塗層來說，可具有極佳的耐（nài）氧化性（xìng）/耐化學性、高熱穩定性和抗積屑能力，並且（qiě）由於晶間缺陷發生率的大幅降低，其還具有高度完整的澱（diàn）積層。

　　
　　為確定塗層性能，在（zài）普拉米特刀具公司測試實驗室進行了其中（zhōng）一（yī）項工藝測試，包括以1000m/min的高切削速度進行切削測試。圖3中（zhōng）顯示的結果表明（míng）舊塗層技術(9210)和新塗層技術(T9310-T9335)之間存（cún）在明顯區別，也即是說，與（yǔ）當前最耐磨材料MT-CVD塗層牌號（hào）9210獲得的結果相比，具有（yǒu）較小（xiǎo）塗層厚度的高韌性材料也可獲得（dé）類似結果。

　　為了在客戶（hù）工（gōng）廠進（jìn）行測試（shì），製造了80多種尺寸的1500多個可轉位（wèi）刀片樣（yàng）件。測試涉及的（de）捷（jié）克製造商和國際製造商超（chāo）過25家。數據收集和評估所花費的時間（jiān）超過10個月。圖4中的餅圖列出了所獲結果與全球（qiú）競爭產（chǎn）品的最終評估。在（zài）所進行（háng）的所有測（cè）試中（zhōng），共78%的產品要優於競爭對（duì）手的產品或與競爭對手的產品相當。

　　
　　結論

　　
　　研發團隊高（gāo）度重視普拉米特刀具公司在捷克和全球市場（chǎng）推出的全新切削材料T9300的研發。團隊進行了多次測試、驗證測試並拜訪客戶，最（zuì）終得出的結論是研發的材（cái）料在車削應用中具有極大的潛力，尤其在加工材料組（zǔ）P時。與舊材（cái）料和競爭製造商提供（gòng）的解（jiě）決方案相（xiàng）比，材料T9300的不同明顯（xiǎn）表現在其（qí）將重（chóng）點放在加工的效率上，即在具有高切削速度或送料速度的應用中具有高效率。