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氧化铝刀具涂层技术发展近况
来源:深圳电镀厂原创 作者:东莞电镀 日期:2012年04月24日 访问次数:

金属切削行业的特点表现为技术的迅速进步。市场上最重要的趋势为:
(1)为了提高生产率,采用更高的切削速度。
(2)为了降低成本和环保要求,采用干式加工和/或最小量润滑(MQL)加工。
(3)为了使零件和结构更轻,采用难加工材料,如高强度材料等。
  
所有这些趋势对刀具涂层的耐磨性、抗塑性变形能力和韧性提出更高的要求。
  
由于具有很高化学稳定性和有利的热特性,Al2O3是用于金属高速切削的理想刀具涂层材料。值得强调的是:CVD目前仍然是唯一能经济地生产高质量Al2O3涂层的技术。
  
即使在涂层耐磨性领域的大多数出版文献都在研究PVD,但是,认识到CVD技术(尤其是CVDAl2O3技术)在过去几年里已取得的重大进展是非常重要的。目前有三种Al2O3相(a-Al2O3,k-Al2O3和g-Al2O3)能以受控方式进行CVD沉积。
  
a-Al2O3是唯一稳定的Al2O3相,随着沉积过程中的热处理、沉积后的热处理以及金属切削过程中产生的热,亚稳定的k相和g相将转变成稳定相。
  
具有完全成核控制的沉积a-Al2O3和k-Al2O3涂层的最新技术水平仅仅是在最近达到了工业规模。氧化铝相通过Al2O3自身沉积之前的成核措施进行控制,而且所有的个体Al2O3层(k-Al2O3和a-Al2O3)使用相同的工艺参数进行沉积。这种技术使得CVDAl2O3涂层的相含量被完全控制。
  
如上所述,k-Al2O3是亚稳定的,而且可能在沉积过程以及切削过程(尤其在切削速度高时)中转变成稳定的a-Al2O3相。相的转变碰到的体积收缩将降低并最终破坏k-Al2O3层的粘结力。因此,就沉积和耐磨性(尤其在切削速度高时)而言,a-Al2O3相应该是最佳和最安全的选择。细颗粒和无缺陷的a-Al2O3可显着提高耐磨性

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