球墨鑄鐵在現(xiàn)代刀具上應(yīng)用面加大

      現(xiàn)今的刀具公司再也不能只制造和賣刀具。為了成功他們必定同全球化制造趨勢保持一致，通過提高效率、同客戶合作來降低成本。在這個近乎瞬間的全球競爭的后NAFTA、后WTO時代，全世界的公司正對相同感覺作出更快、更輕、更便宜的反應(yīng)。 

　　換句話說，他們制造的產(chǎn)品和零件包含能在高速下運轉(zhuǎn)，由于成本的壓力*好更輕而且要制造更便宜。取得這些目標的一個*佳途徑是通過發(fā)展和應(yīng)用新材料，但這些新的和改進的材料通常都難以加工。這種商業(yè)上的動力和技術(shù)上的困難的組合在汽車和航空工業(yè)尤其突出，并已成為有見識的刀具公司研發(fā)部門的首要驅(qū)動力。

　　例如，拿球墨鑄鐵來說，它已成為發(fā)動機零件和其它汽車、農(nóng)用設(shè)備和機床工業(yè)上的零件的日益見的材料。這種合金提供較低的生產(chǎn)成本和良好的機械性能的組合。他們比鋼材便宜，而比鑄鐵有更高的強度和韌性。但同時球墨鑄鐵非常耐磨，有快速磨壞刀具材料的傾向。這種耐磨性很大程度上受珠光體含量影響。某一已知球墨鑄鐵的珠光體含量越高，它的耐磨性越好而且它的可加工性越差。另外，球墨鑄鐵的多孔性導(dǎo)致斷續(xù)切削，這更加降低壽命。可以預(yù)計，高硬度和高耐磨的切削材質(zhì)需考慮球墨鑄鐵的高耐磨性。并且事實上材質(zhì)包含極硬的TiC(碳化鈦)或TiCN(碳氮化鈦)的厚涂層在切削速度每分鐘300米時加工球墨鑄鐵被證明通常是有效的。但是隨著切削速度的增加，切屑/刀具結(jié)合面的溫度也在增加。當發(fā)生這樣的情況，TiC涂層傾向于和鐵發(fā)生化學反應(yīng)并軟化，更多的壓力作用在抗月牙洼磨損的涂層上。在這些條件下，希望有一種化學穩(wěn)定性更好的涂層，如Al2O3(雖然在較低的速度下不如TiC硬或耐磨)。

　　化學穩(wěn)定性比耐磨性更成為一個重要的表現(xiàn)性能分界的確切速度和溫度取決于被加工球墨鑄鐵的晶粒結(jié)構(gòu)和性能。但是通常厚涂層的TiC或TiCN和僅有氧化物的較薄涂層是針對球墨鑄鐵應(yīng)用的，因為今天大部分這類被加工材料的切削速度在每分鐘150到335米之間。對于速度高于每分鐘300米的應(yīng)用，人們對這種材料是滿意的。為了使這個范圍性能*優(yōu)，山高研發(fā)和推出了針對球墨鑄鐵加工的材質(zhì)TX150。這種材質(zhì)有一個硬且抗變形的基體，對于加工球墨鑄鐵很理想。它的涂層由一層較厚的很耐磨的碳氮化鈦和一層較薄的抗月牙洼磨損的氧化物涂層，頂面是一薄層TiN。這種涂層運用目前工藝水平的產(chǎn)生耐磨性和抗月牙洼磨損需要的CVD涂層的全部硬度而且韌性平滑性增加的中溫化學氣相沉積(MTCVD)工藝。基體/涂層的組合性能給予很高的抗塑性變形和刃口微崩能力，使之成為正常速度下加工球墨鑄鐵的理想材質(zhì)。涂層陶瓷也表現(xiàn)出能有效加工球墨鑄鐵。在過去，未涂層的韌性較好的諸如氮化硅和碳化硅纖維強化的氧化鋁陶瓷應(yīng)用受工件材料化學親和性的限制。但是今天通過使用能抵抗切屑變形過程產(chǎn)生高熱量的涂層刀具壽命已經(jīng)顯著增加。而某些早期這個領(lǐng)域的工件加工使用氧化鋁涂層晶須強化陶瓷，今天的多數(shù)研究活動集中于TiN涂層氮化硅。這種涂層能顯著拓寬韌性較好的陶瓷的應(yīng)用范圍。