CNC精密加工解決刀具崩刃（rèn）、塗層剝落、熱裂紋（wén）的解決方案

挑戰：解決麵銑加工中的刀具壽命和與生產安全相關的崩刃、塗層剝落和熱裂紋等問題。

解決（jué）方案：GC1130新材質采用了細晶粒高（gāo）鉻基體和Zertivo™技術PVD塗層，大幅提升了基體/塗層的附著力和切削刃完（wán）整性。

刀片塗層崩落和切削刃崩刃的情況在困難工況麵銑操作（zuò）中經常出現，會（huì）導致刀具（jù）壽命縮短，這些問題通常出現在複雜走刀、長懸（xuán）伸、深型腔加工和濕切作（zuò）業中。

山（shān）特維克可樂滿開（kāi）發了（le）一種新的刀片材質（zhì）GC1130，它（tā）使用了（le）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（kè）可樂滿的研發工程師接受了這項挑戰—對先進的PVD鋼件材質GC1030進行再次改（gǎi）進（jìn）。在係統分析客戶（hù）需求的基礎上，研發人員通（tōng）過進行大量的機加工測試完成了這（zhè）項改進。這些測試全部在真實的（de）機加工車間進行，研發（fā）團隊（duì）得到了客戶的大力支持。

研發人員對測試結果進行分析，找到三個（gè）主要問題：刀刃線附近崩刃（rèn）、塗層剝落和熱裂紋（見下圖）。現有材質已經能充分抵禦化學和磨料磨損，因此這些（xiē）方麵不需要改變。需要做的是優化硬質合金（jīn）和塗層之間的相互作用，從（cóng）而最大（dà）程度地保持刀片的完（wán）整性。

GC1130的基體十分堅硬且耐（nài）磨，這（zhè）是由其成分中的高鉻含（hán）量和細晶粒結構所決定的。碳化鎢顆粒結構可提升刀刃強度並（bìng）能實現更好、更均衡的性（xìng）能。

GC1130塗（tú）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（dà）小和納米層狀結構，能在（zài）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用，一種成分可影響其他成分的屬性（xìng）。Zertivo技術所使用的先進控製工（gōng）藝能優化塗層和基體之間的相互作用（yòng），更好地避免刀刃線附近出現的塗層剝落和小（xiǎo）崩刃問題，從而發揮出材質（zhì）的全部潛能。

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

首批GC1130產品已於2015年10月1日發（fā）布，用於CoroMill390銑刀的7毫米和11毫米刀（dāo）片。GC1130尤其適合於CoroMill 390-07刀片，它們可廣泛用於高加工（gōng）要求的重複方（fāng）肩銑和長懸伸方肩銑以及車銑（xǐ）等應用領域。

測試案例南京糖心影视精密加工（gōng）整理：

操作：連杆（gǎn）麵銑

材（cái）料：低合金鋼

刀（dāo）片材質（zhì）：GC1130

切削參數

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

在項目的前期研究階段，開發人員進行了（le）針對性的（de）銑削加（jiā）工，發現了幾種主（zhǔ）要的磨損類型。

從左（zuǒ）至右順時針（見上（shàng）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（gè）種組合的碳氮化鈦(TiCN)、氧化鋁（lǚ）(AL2O3)和氮化鈦（tài）。這一化學過程發生在700–1050 °C的高溫之間。CVD塗層的主要好處是（shì）高度耐磨損（sǔn）並具有很好的耐熱性。

PVD（物理氣相沉積）塗層是通過在較（jiào）低溫（wēn）度（400–600 °C）下發（fā）生物理反應而生成。常用塗層包括氮化物、碳（tàn）氮化物、氧化物和氮氧化物。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（dāo）刃。這種塗（tú）層方法的抗壓應力能提升刀刃硬度並（bìng）能阻止熱裂紋的產生。

Zertivo

Zertivo是山特維克可樂滿針對PVD材質研發的專有生（shēng）產技術。Zertivo能通過精確控（kòng）製關鍵工藝（yì）參數來改（gǎi）進整個塗層生產過程，從而獲得完美匹配目標材質的塗（tú）層。

除GC1130銑削材質（zhì）外，現在Zertivo技術也（yě）可適用（yòng）於CoroDrill 880的鑽削材質GC4344。該（gāi）材（cái）質的成（chéng）分和結（jié）構與（yǔ）GC1130有（yǒu）所不同（tóng），可滿足客戶的特殊（shū）需求。