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喷砂处理对刀具的锋利度有提高吗?

时间:2019-06-27浏览:254

  众所周知,刀具切削刃的几何形状是决定其加工效率的关键因素。一般而言,扩大切削刃的钝圆半径可以越加容易地切除金属材料,刀具的使用寿命越长。科研机构和刀具制造商已对其中的机理进行了详尽的研究。
    简单来说,带有磨削缺陷和毛刺的锋利切削刃在切削初始阶段很容易发生崩刃,造成局部刃口加速破损。对切削刃周围摩擦剪切应力的详细分析表明,切屑厚度随着切削刃钝圆半径的扩大而减小。扩大刃口钝圆半径可以大大减少刀具与切屑的接触长度和热量聚积,从而减缓刀具磨损。图1湿式喷砂机1现代刀具依靠高硬度表面涂层(如TiN或CrN涂层)来加强其切削性能。采用物理沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)工艺涂覆的这些涂层可以显着加强刀具切削刃的硬度和使用寿命。由于这些涂层的硬度(达到HV3400)通常要比基体材料的硬度(硬质合金约为HV1700)高很多,因此,涂层与基体之间的粘附性往往成为刀具寿命的限制因素之一。
    因此,刀具基体的刃口钝圆半径及其表面光洁度对于刀具的*终性能很重要。涂层沉积工艺趋向于在较锋利的刃口处沉积较多的材料。因此,较小的刃口钝圆半径会吸引较厚的沉积物。由于切削工件时该区域会承受很大的应力,因此容易产生裂纹,成为随后加速破损的起始点。
    为了*大限度地加强涂层与基体之间的粘附性,基体表面需要很洁净。在一项名为“通过微喷砂加强硬质合金刀片上高粘附性PVD薄膜的切削性能”的研究中,研究人员发现,通过磨削并不能提供获得良好涂层粘附性所需的理想表面光洁度。因此,刀片通常需要进行磨削+微喷砂或抛光+微喷砂处理。抛光+微喷砂处理的性能好(在这两种处理方法中,微喷砂均采用干式喷砂)。图2工作中的喷砂头在该研究项目中,刀片表面粘附性的测量方式是进行重复倾斜冲击测试,直至表面破损。也可以采用比较测试法(简单的C洛氏硬度测试法)来观察压痕周围的破损情况。涂层的粘附性从HF1到HF6分为6个层次(HF1表示粘附性*好)。湿式微喷砂的一个主要特点是:可以从刀片表面清洁过多的钴结合剂,这些钴结合剂可能会对表面涂层的粘附性产生不利影响。然而,采用毛刷刷或干喷砂的方式获得刃口钝圆半径会在基体上积聚静电,因此,将静电吸附的碎屑或灰尘从刀片表面清洁干净。
    为了获得高质量的涂层前预处理表面,可采用湿式喷砂来替代抛光和干式喷砂处理工艺。采用湿式喷砂工艺,可以达到HF1的涂层粘附性,而且刀具表面不会产生静电或吸附灰尘。

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