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通過增大邊緣層的硬度,防止磨粒磨損-切削顯微鏡 切削材料的開發(fā) 由于新的待加工材料的不斷開發(fā)，為了應(yīng)對切削加工領(lǐng)域的新挑戰(zhàn)，并改良及繼續(xù)開發(fā)已有工藝，需不斷開發(fā)新的切削材料。 在切削材料開發(fā)領(lǐng)域，通常會有材料強度和韌性之間的目標沖突。理想的切割材料需具有高硬度以保護刀具免受或少受摩擦等的磨損；同時還需具有高韌性，以防止刀具過脆而崩碎。然而，由于不能同等程度地提高硬度和韌性，因此這兩種特性通常要進行折中處理?！ ⊥繉蛹夹g(shù) 切削刀具的耐磨性以及與之相關(guān)的耐用時間，主要受切削力大小和熱負荷的影響。切削力和熱負荷是由切削面與切屑、切削表面與工件之間的摩擦以及實際的分離過程引起的。為了減少這種影響，延長切削刀具的耐用時間，需要為刀具涂上硬質(zhì)材料涂層。硬質(zhì)材料層通常只有幾微米厚，并承擔以下任務(wù)： ?、偻ㄟ^高耐熱性保護載體基材； ?、谕ㄟ^改善滑移性能，降低切削力和切削阻力； ?、弁ㄟ^增大邊緣層的硬度，防止磨粒磨損?！ ±?，涂層技術(shù)能使相對柔韌的材料擁有高硬度的邊緣層，從而把高硬度和高韌性這兩個所需的特性結(jié)合在一起。硬質(zhì)材料，例如氮化欽、氮碳化欽、碳化擔、氮化鋁欽、氮化鋁鉻或聚晶金剛石以及無定形碳，都可用作涂層材料?！ ∪欢?，應(yīng)注意的是，在一些應(yīng)用中不能使用涂層。例如勞斯萊斯在生產(chǎn)發(fā)動機時，為了避免涂層成分擴散到發(fā)動機的部件表面，只能使用涂層刀具進行加工余量最大為 0.5 mm的加工。為了將硬質(zhì)材料涂層應(yīng)用到載體基材上，在刀具涂層領(lǐng)域主要使用兩道工藝，即CVD(化學(xué)氣相沉積)和PVD(物理氣相沉積)。 工藝冷卻 在切削加工中另一個起核心作用的關(guān)鍵點是利用不同類型的冷卻介質(zhì)(固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài))進行工藝冷卻，從而降低工藝溫度?？刹捎枚喾N方法：一方面，可以用一種冷卻介質(zhì)與一個熱的物體接觸，直接進行冷卻；另一方面，可以用介質(zhì)沖洗來自工藝作業(yè)區(qū)的炙熱碎屑，以此排出切削加工中的大部分熱量。此外，冷卻介質(zhì)有潤滑作用，可以減少摩擦，從而減少熱量的產(chǎn)生。但工藝冷卻也會導(dǎo)致不良后果，如熱沖擊。當?shù)毒邷囟容^高的部分突然被冷卻時，會產(chǎn)生熱沖擊效應(yīng)，將導(dǎo)致切削刀具損壞。而且，工藝冷卻會帶來附加成本，因為必須要準備、管理和回收這些冷卻介質(zhì)。此外，許多冷卻介質(zhì)會損害人的健康，對它們進行回收處理會增大環(huán)境的負擔。
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