CNC精密加工解決刀（dāo）具崩刃、塗（tú）層（céng）剝（bāo）落、熱裂紋的解決方案

挑（tiāo）戰：解決麵銑加工中的刀（dāo）具壽（shòu）命和與生產安全相關的崩（bēng）刃（rèn）、塗層剝落和熱裂紋等問題。

解決方案：GC1130新材質采用了細晶粒高鉻基體和Zertivo™技術（shù）PVD塗層，大（dà）幅提升（shēng）了（le）基體/塗層的（de）附著力和切削刃完整（zhěng）性。

刀片塗層崩落和切削刃崩刃的（de）情況在困（kùn）難工況麵銑操作（zuò）中經常出現，會導致刀（dāo）具壽（shòu）命（mìng）縮短，這（zhè）些問題通（tōng）常出現在（zài）複雜走刀（dāo）、長懸伸、深型腔加工和濕切作（zuò）業中。

山（shān）特維克可樂滿開發了一種新（xīn）的刀片材質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（yú）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（cái）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（jiā）工測試完成了這項改進。這些測試全部在真實的機加工車間進行，研發（fā）團隊得到了客（kè）戶的大力支持。

研發人員對測試結果（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（rè）裂紋（見下圖）。現有材質已經能充分抵禦化學和磨料磨（mó）損，因此（cǐ）這些方麵不需要改變。需要（yào）做的是優化硬質合金和塗層之間的相互作用，從而最（zuì）大程度地保持刀片的完整性（xìng）。

GC1130的基體十分堅硬且耐磨，這是由其成分中的高鉻（gè）含量和細晶粒結構（gòu）所決定的。碳化鎢顆粒結構可（kě）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，既能抵抗連續磨損也能抵（dǐ）禦化學腐蝕。其結（jié）構，尤其是塗層顆粒大小和納米層狀結構，能在最（zuì）大程度上減少熱裂紋和崩刃現象的產生（shēng）。

刀片材質（zhì）的幾種成分會相（xiàng）互作用，一種成分可影響其他成分的（de）屬（shǔ）性。Zertivo技術所（suǒ）使用的（de）先進控製工藝能優化塗層和基（jī）體之間的相互作用，更好地避免刀（dāo）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（de）全部潛能。

GC1130是第一款Zertivo銑削材質，具有非常堅韌（rèn）的（de）切削刃。牢固的基體和（hé）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裂問題，例如濕切時的溫度變化（huà）就是常見的困難工況。

首批GC1130產品已於2015年（nián）10月1日發布，用於CoroMill390銑刀的7毫米和11毫米刀片。GC1130尤其（qí）適合於CoroMill 390-07刀片，它們（men）可廣泛（fàn）用於高加工要求的重複（fù）方肩銑和長懸伸（shēn）方肩銑以及車銑等應用領域。

測試案例（lì）南（nán）京www.91精密加（jiā）工整理：

操作：連杆麵銑

材料：低合金鋼

刀片材（cái）質：GC1130

切削參數（shù）

結論

現有刀片在使用27分鍾後（hòu）報（bào）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（shì）分布

在項目（mù）的前（qián）期研究階（jiē）段，開發人員進行了針對性（xìng）的銑削加工，發現了幾種（zhǒng）主要（yào）的磨損類型。

從左至右順時針（見（jiàn）上（shàng）圖）

塗層剝落 - 25%

磨料/化學磨損（sǔn） - 15%

熱（rè）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（tàn）氮化鈦(TiCN)、氧化鋁(AL2O3)和氮（dàn）化鈦。這（zhè）一化學過程發（fā）生在700–1050 °C的高（gāo）溫之間。CVD塗層的（de）主要（yào）好處是高度耐磨損並具有很好的（de）耐熱性。

PVD（物理氣相沉積）塗層是通過在較（jiào）低溫度（400–600 °C）下發生物理反應（yīng）而生成。常用塗層包括氮化物、碳氮化物、氧化（huà）物和氮氧化物。金屬原（yuán）料，通常是（shì）含有鈦和鋁的多種複合物，在氮氣中蒸發，並（bìng）在刀具上留下一層（céng）薄薄的氮化物。PVD材質通常用於堅韌鋒利的刀刃。這種塗層方法的抗壓應力能提升刀刃硬度並能阻止熱裂紋的產生（shēng）。

Zertivo

Zertivo是山特（tè）維克可（kě）樂滿針對PVD材質研發的專有生產技術。Zertivo能通過精確（què）控製關（guān）鍵工藝參數來改進整個塗（tú）層生產過程，從（cóng）而獲得完美（měi）匹配目標材質的塗層。

除GC1130銑（xǐ）削材質外，現在Zertivo技（jì）術（shù）也可適用於CoroDrill 880的鑽削材質GC4344。該（gāi）材質的成分和結構與GC1130有所不同，可滿（mǎn）足客（kè）戶的（de）特殊需（xū）求。