不锈钢又硬又粘刀?双层涂层技术让冲压凹模寿命翻倍

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前言

精密部件用于航空航天领域,手术器械是医院所使用的,排气系统属于汽车的,这些都离不开像304不锈钢这类具备“既硬且抗造”特性的材料。

可越是好用的材料,其加工难度越是增大,在切削之时,温度能够比普通钢材高出300℃,刀具出现粘料以及崩刃的状况成为了常态。

更为让人头疼的是,刀具的成本,于制造企业的总成本之中,占据的比例是百分之二至百分之四这个范围,而频繁地更换刀具的时候,还得搭上停机所造成的损失。

好的是,一项双层AlTiN涂层技术突然出现了,为此,制造业的“削铁难题”寻得了一个突破口。

为啥好材料偏是 "刺头货"?

304不锈钢这类材料简直就是那种所谓的“矛盾体”,它有着耐腐蚀等优点,同时,它还有导热差这样的情况,而这耐腐蚀、导热差的各类优势恰恰就成为了在进行加工的时候的那种让人头疼的“死穴”。

切削之际,热量无法散发出去,通通积聚在刀刃之上,温度能够飙升至800℃以上,这等同于将刀放置在火上烘烤。

进而更差的状况呈现出来,在材料被切割之际,其表面会有超过50%的硬度提升产生,刀具此时等于是在处理如同 “啃硬骨头” 一样艰难的状况,浙江的顾老板针对此做了尝试,尝试了十几种模具钢,然而冲头在这种情景下最多只能支撑两小时,随后就会出现崩裂 。

原本打算给刀具“穿盔甲”的传统单层AlTiN涂层,却出现了顾此失彼的状况。

或者是硬度达到了标准,然而却过于脆,一旦承受外力就裂开;或者是韧性十分良好,可是却不具备耐磨性能,很快就会磨秃刀刃。

双层涂层的 "夹心战术" 有多妙?

这层神奇薄膜的秘诀,藏在 "内外分工" 的设计里。

其借助PVD技术于真空中制作而成,先是将铝钛材料进行气化处理,接着使它们仿若雪花那般在刀面上飘落,并因此凝结成为薄膜,。

但和单层涂层不同,它做了 "双层设计"。

表层主要担当着“防晒衣”的职责,借由增加铝元素的方式,来削减摩擦且抵御高温,犹如当刀刃涂抹了一层“防粘剂”,能够使切屑不附着于刀上,其表面还能够变得顺滑一倍 。

在内层,它承担着“粘合剂”的角色,铝与钛各占一半的那种配比,能够使它牢牢地扒附在碳化钨刀体上,其硬度直接被拉到满值,进而扛住切削之际的巨大冲击力。

304不锈钢进行测试时,这一招确实发挥了作用,刀具前刃的“坑蚀磨损”减少了,侧面的机械磨损也变得轻微了,寿命一下子提高了33% 。

呈双层构造的AlTiN涂层,宛如在刀具上面披覆了一袭有着“软里硬壳”特质的防护服装,具备灵活性,而且抗造能力强。

工厂用上能省多少钱?

对制造企业来说,这层薄膜省的可不只是刀具钱。

有一个汽车零部件厂,其从事的工作是加工法兰盘,在以往的时候呢,使用的刀具是普通刀具,每一把刀具最多切 4 个之后就报废不能用了,并且每个单件的成本达到了 2.74 元。

改用类似图层刀具之后,一把刀可以切割八个,废品率降低了百分之五十,单件的制作成本降低到了二点五二元。

要是年产 10 万件,一年能省 2.2 万元。

更重要的是降低停机所造成的损失,东莞有个姓陈的老板,以前在冲压不锈钢小零件时,使用高速钢冲头,每天都得更换十几次!

自刀具涂层得以改善之后,冲头的使用寿命,从原本的一千次,增长到了一万次,无需再因频繁停工而更换刀具了。

对于航空航天这般精密加工的行业来讲,刀具保持稳定的话,是能够提升零件精度的,进而减少返工所造成的浪费。

结语

“材料协同战”,为这层微米级的薄膜的本质,在其中,硬度与韧性这对“死对头”,摇身变为“好搭档” 。

它不但能够使得刀具变得更加耐用,而且还能够助力制造业突破加工方面的瓶颈,往后飞机框架能够被制作得更为轻便,医疗植入物能够更加精密,就连我们所使用的榨汁机刀片也能够更加耐用。

制造业的进步常常隐匿于细微之处,从单层涂层迈向双层涂层的升级,表面上仅仅是增添了一层膜,然而实质上却是材料科学与机械工程的精妙契合,。

当这般技术普及开来之时,那些往昔“啃不动”的坚硬的骨头状材料,最终将会变成制造业的“香饽饽”咧。

关键词:涂层技术制造业