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（mìng）和與生（shēng）產安全相關的崩（bēng）刃（rèn）、塗層剝落和熱裂紋等問題。

解決方案：GC1130新材質采（cǎi）用了細晶粒高鉻基體和Zertivo™技術PVD塗層，大幅提升（shēng）了基體/塗層的附著力和切削刃完整性。

刀片塗層崩落和（hé）切削刃崩刃的情（qíng）況在困難工（gōng）況麵銑操（cāo）作中經常出現，會導致刀（dāo）具壽命縮短，這些問題通常出現在複雜走刀、長懸伸、深型腔（qiāng）加工和濕切作業中（zhōng）。

山特維（wéi）克可樂滿開發（fā）了一種新（xīn）的刀片（piàn）材質GC1130，它使（shǐ）用了細晶粒高鉻基體Zertivo™技（jì）術（shù）生（shēng）產（chǎn）的PVD塗層。GC1130主要用於鋼材（ISO-P）加工，同時，它也能很（hěn）好地用於混合材料的加工。

山特維克可樂滿的研發工程師接受了這項挑（tiāo）戰—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（jī）礎上，研發人員通過進行大量的機加工測試完成了這項改進。這些測（cè）試全部在真實的機加工車間（jiān）進行，研發團隊得到了客戶的大（dà）力支持（chí）。

研發人員對測試結果進行分（fèn）析，找到三（sān）個（gè）主要問題：刀刃線附近崩刃、塗層剝落和熱裂紋（見下（xià）圖）。現有材質已（yǐ）經能充分抵禦化學和磨料磨損，因此這些方麵不需要改變。需要做的是優化硬質合金和塗層之間的相互作用，從（cóng）而最大程度地保持刀片的完整性。

GC1130的（de）基體十分堅（jiān）硬且耐磨，這（zhè）是由其成分中的高鉻含量和細晶粒結構所決（jué）定的。碳化鎢顆（kē）粒結構可提升刀刃強度並能實現更好、更均衡的性能。

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

刀片材質的幾種成分會相互作（zuò）用（yòng），一種成分可影響（xiǎng）其（qí）他成分的屬性。Zertivo技術所使用的先進控製工藝能優化塗層和基體之間的相互作用，更好地（dì）避免刀（dāo）刃線附近（jìn）出現的塗層（céng）剝落和小崩刃問題，從而發揮（huī）出材質的全部潛能。

GC1130是第一款Zertivo銑削材質，具有非常堅韌的切削刃。牢固的基體和經過優化的塗層能有效抵禦困難加工條件下（xià）刃線的崩刃和破裂問（wèn）題，例如濕切時的溫度變（biàn）化就是常見的困難工況。

首批GC1130產（chǎn）品已（yǐ）於2015年10月1日發（fā）布，用於CoroMill390銑刀的7毫米和11毫（háo）米（mǐ）刀片。GC1130尤其適合於CoroMill 390-07刀片，它們可廣泛用於高加工要求（qiú）的重複方（fāng）肩銑和長懸伸方肩銑以及車銑等應用（yòng）領域。

測試案（àn）例南京向日葵视频免费精密加工整理：

操作：連杆麵銑

材（cái）料：低合金鋼

刀片材質：GC1130

切（qiē）削參數

結論

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

在項目的前期研（yán）究（jiū）階段，開發人員進行了針對性（xìng）的銑削加工（gōng），發（fā）現了幾種主要的（de）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%

熱裂紋 - 25%

崩刃 - 35%

CVD and PVD

CVD（化學氣相沉積）塗層包含各種組合的碳氮化鈦(TiCN)、氧化鋁(AL2O3)和氮化（huà）鈦。這一化學過程發生在700–1050 °C的高溫之間。CVD塗層的主要好（hǎo）處是高度耐磨損並具有（yǒu）很好的耐熱性。

PVD（物理氣（qì）相沉（chén）積）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（bāo）括氮化物、碳氮化物、氧（yǎng）化物和氮（dàn）氧化物。金屬原料，通常是含有鈦和鋁的（de）多種複合物，在氮氣中蒸發，並在（zài）刀具上留下一層薄薄的氮化物。PVD材（cái）質通常用於堅韌鋒利的刀刃。這（zhè）種塗層方法的（de）抗壓應力能提升（shēng）刀刃硬度並能阻止熱裂紋（wén）的產生。

Zertivo

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

除GC1130銑削材質外（wài），現在Zertivo技術也可適（shì）用於CoroDrill 880的鑽削材質GC4344。該材（cái）質的成分和結構與GC1130有（yǒu）所不同，可（kě）滿足客戶的特殊需求。