加工铝合金用的类金刚石(DLC)碳涂层

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4µm×4µm硅胶上DLC薄层的扫描(此图片由本站经互联网搜索所得)
DLC涂层刀片的切削性能
利用普通硬质合金刀片HL(住友公司产品)和HI的DLC涂层刀片DL1000(住友公司产品)进行切削对比。刀片型号采用呈波形的APET160508PDFR-S。该刀片通过波形束缓解切削冲击，提高锋利度和刀刃强度。另外，涂层厚度为100mm，刀尖镀膜具有优异的抗剥离性。
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9 }8 ~8 @# H( w/ a. p- j0 W& `! e住友DLC涂层刀片
切削试验在立式加工中心上进行，刀柄直径为32mm，切削速度v=300m/min,轴向切深Ad=5mm，径向切深Rd=5mm，进给量f=0.15mm/r,顺铣加工凸肩，切削长度36m。
2 W0 d5 {8 Y% K; l- {在湿式加工条件下，两试样均未发生铝合金粘附；但在干式加工条件下，未涂层刀片前刀面有铝合金牢固粘附，而DLC涂层刀片的刃尖和前刀面则根本未发生粘附。?
4 c7 n, j) u1 E+ r) `由工件底面平均表面粗糙度(Ra)的测量结果可知，在干式加工条件下，两工件的Ra均因DLC涂层而减小了1/2，加工面的啃削和擦伤等现象减少，表面光洁度有明显的改善。?
" t9 x9 L$ b5 Q( y由单刃进给时的切削力测量结果可知，从轴向分力、进给分力和径向分力来看，DLC涂层刀片均小于未涂层刀片，尤其轴向分力约降低2/3，从742N减小到242N。另外，随着加工的进行，DLC涂层刀片切削力值的变化在全部切削力分量中也很小。?
刀片表面涂覆低摩擦系数的DLC涂层，即使进行干式加工，铝合金的粘附也可以得到控制，因此切削力减小。而且，积屑瘤的形成受到抑制，可保持刀刃的锋利性，因此切削轻快，工件加工面的质量得到提高。另外，排屑性能得到较大改善，加工表面不会因切屑摩擦或再次粘附而出现质量下降。?
$ s& i6 O1 f( d+ s5 L' F由干式加工时的切屑形态可知，当采用摩擦系数小的DLC涂层刀片时，A5052的切屑富有金属光泽，卷曲成小螺旋状；而采用摩擦系数大的未涂层刀片，则切屑呈现乳白色，卷曲直径也较大。另外，采用未涂层刀片时，即使进行湿式加工，切屑也不能形成DLC涂层刀片所生成的那种螺旋状卷曲。?
使用DLC涂层刀片生成的切屑长度大约是末涂层刀片的1.5倍，而且切屑厚度变小。尤其用末涂层刀片加工ADC12时，其切屑呈灰色，无金属光泽，且形状不固定，外周呈锯齿状，或从中间被截断。切屑呈乳白色或灰色是由于切削时温度上升的结果。这里所出现的切屑形态和色调与上述模拟结果极为吻合。?
如上所述，用DLC刀片进行切削时，即使是干式加工，切削和刀尖的粘附也能大大减少，最主要的原因是DLC涂层对铝合金的摩擦系数小。一般说来，切削液在切削过程中直接起作用的部位是刀具与切屑接触的前刀面部分，实际上切削液并不能充分浸入刀尖，只是在切屑脱离前刀面的部位起润滑作用。但是，DLC涂层沉积在包括刀尖在内的整个前刀面，其润滑作用超过了切削液，因此可对末涂层刀具难以加工的铝合金进行干式加工。
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