TT210涂層測厚儀用于刀具涂層的表面光滑技術
目前,在全球機械加工行業(yè)中,日本的機床和切削刀具以其優(yōu)良的性能和品質獲得了很高評價,并被廣泛使用。對于可轉位刀片而言,半數(shù)以上使用了涂層牌號,從而保證了切削刃的耐磨性與韌性之間的平衡?! ‰m然日本生產的涂層刀具進入國際市場較晚,但由于不斷投入先進技術,使其在世界涂層刀具領域已步入技術**的地位。日本各工具制造廠正夜以繼日地研發(fā)新技術并投入涂層刀具生產中。本文以三菱材料公司開發(fā)并運用于產品中的新技術為例,介紹涂層刀具技術的發(fā)展狀況。
1.從市場需求看涂層刀具的技術發(fā)展前景
從提高產品精度和質量、降低環(huán)境污染的角度出發(fā),日本國內的機械制造業(yè)在生產現(xiàn)場展開了一場轟轟烈烈的生產技術和加工技術革新。
但在加工技術的革新過程中,涂層刀具的某些性能事實上并沒有完全達到用戶的要求,影響刀具壽命的切屑粘結現(xiàn)象就是其中之一。就是說,雖然涂層刀具在耐磨性能和耐崩刃性能上取得了飛躍發(fā)展,但在如何克服切屑粘結現(xiàn)象以提高性能方面還不夠先進。這種切屑粘結現(xiàn)象造成的損害在以不銹鋼、球墨鑄鐵為代表的難切削材料的加工中時有發(fā)生。因為它屬于非正常磨損,且難以預料,所以刀具壽命的變化幅度較大。由于存在這種不穩(wěn)定因素,通常在加工時不得不把可加工工件數(shù)指標設定得較低,這在一定程度上影響了加工成本的降低。
因此,通過提高刀具切削刃的表面光滑性,防止刀具與被切削材料產生粘結現(xiàn)象,從而獲得加工性能改善的切削刀片就顯得尤為重要。雖然這些表面光滑技術都是以*大限度地發(fā)揮涂層材料本身的耐磨耗性能,從而提高加工穩(wěn)定性為目的,但各個公司采用的策略和方法卻各有不同,有的是采用機械方法,有的則是通過改善涂層組織來獲得表面光滑的切削刃。
2.表面光滑技術所適用的產品
在CVD涂層刀片常用的加工速度范圍內,由于切削刃要承受500℃以上的高溫,因此多數(shù)基體材料上都涂覆了熱穩(wěn)定性能優(yōu)良的A12O3膜。A12O3涂層屬于結晶性陶瓷,如果為了提高耐磨性而涂得太厚,鍍膜表面的凹凸度也會隨之增加,表面粗糙度加大。在切削過程中,被切削材料容易粘結在刀具表面,且在斷續(xù)切削時難以有效地分散加工沖擊力,從而容易導致積屑瘤、崩刃等異常損傷的發(fā)生。
三菱材料公司很早就開始進行利用涂層刀具表面光滑技術來提高刀具切削性能的研發(fā)工作,并實施了多項研發(fā)成果。作為**項應用于產品的表面光滑技術,在用于高速車削不銹鋼的刀片牌號US7020上,經(jīng)CVD涂層后實施了機械處理的表面光滑技術。在強韌的硬質合金基體材料上涂覆了以柱狀晶TiCN膜和微粒光滑的A12O3膜為主體的多層硬質膜后,該涂層刀具在不銹鋼的切削加工中顯示出優(yōu)良的切削性能,再加上采用了如前所述的表面光滑技術,有效抑制了被切削材料對切削刃的粘結現(xiàn)象。對于不銹鋼加工而言,即使在V=200m/min的高速切削的條件下,也能保證穩(wěn)定的刀具壽命。TT210數(shù)字式涂層測厚儀適用范圍
TT210涂層測厚儀采用了磁性和渦流兩種測厚方法,TT210涂層測厚儀可無損地測量磁性金屬基體(如鋼、鐵、合金和硬磁性鋼等)上非磁性覆蓋層的厚度(如鋅、鋁、鉻、銅、橡膠、油漆等)及非磁性金屬基體(如銅、鋁、鋅、錫等)上非導電覆蓋層的厚度(如:橡膠、油漆、塑料、陽極氧化膜等)。
另外,在用于車削鋼材的代表性刀片牌號UE6010和UE6020上也可采用表面光滑技術。適用于上述材質的表面光滑技術稱為“光滑涂層技術”,是采用特殊的CVD技術,通過控制涂層生長來獲得光滑的涂層表面。它是一種非機械處理方式,可在不損傷涂層的情況下實現(xiàn)涂層表面的光滑性。
3.*佳的“全黑超級光滑涂層”技術
在車削加工鑄鐵用的*新刀片牌號UC5105和UC5115上,運用了獨特的化學處理表面光滑技術與機械光滑技術有機結合的復合表面處理技術——“全黑超級光滑涂層”。這項技術的運用可使涂層表面的光滑性達到**。
除了表面光滑技術以外,另一種全新的涂層材料高耐磨技術也適用于上述牌號。對于切削刀具而言,球墨鑄鐵屬于特別難切削的材料之一。但由于應用了UC5105、UC5115牌號,使刀具的異常損傷大幅度減少,解決了球墨鑄鐵加工難題。另外,以高硬度硬質合金為基體材料的UC5105牌號的應用,使傳統(tǒng)的涂層刀具難以完成、屬于陶瓷刀具切削領域的鑄鐵高速加工成為可能。
TT210數(shù)字式涂層測厚儀功能特點:
·采用了磁性和渦流兩種測厚方法,即可測量磁性金屬基體上非磁性覆蓋層的厚度又可測量非磁性金屬基體上非導電覆蓋層的厚度;
·具有兩種測量方式:連續(xù)測量方式(CONTINUE)和單次測量方式(SINGLE);
·具有兩種工作方式:直接方式(DIRECT)和成組方式(Appl);
·設有五個統(tǒng)計量:平均值(MEAN)、*大值(MAX)、*小值(MIN)、測試次數(shù)(NO.)、標準偏差(S.DEV);
·可采用兩種方法對儀器進行校準,并可用基本校準法對測頭的系統(tǒng)誤差進行修正;
·具有存貯功能:可存貯500個測量值;
·具有刪除功能:對測量中出現(xiàn)的單個可疑數(shù)據(jù)進行刪除,也可刪除存貯區(qū)內的所有數(shù)據(jù),以便進行新的測量;
·可設置限界:對限界外的測量值能自動報警;并可用直方圖對一批測量值進行分析;
·具有打印功能:可打印測量值、統(tǒng)計值、限界、直方圖;
·具有與PC機通訊的功能:可將測量值、統(tǒng)計值傳輸至PC機,以便對數(shù)據(jù)進行進一步處理;
·具有電源欠壓指示功能;
·操作過程有蜂鳴聲提示;
·具有錯誤提示功能,通過屏顯或蜂鳴聲進行錯誤提示;
·設有兩種關機方式:手動關機方式和自動關機方式。
TT210涂層測厚儀技術參數(shù)產品說明
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測頭類型
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F
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N
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工作原理
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磁感應
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渦流
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測量范圍(mm)
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0~1250
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0~1250其中:銅上
鍍鉻(0~40)
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低限分辨力(mm)
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0.1
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0.1
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示值
誤差
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一點校準(mm)
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±(3%H+1)
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±(3%H+1.5)
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二點校準(mm)
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±[(1~3)%H+1]
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±[(1~3)%H+1.5]
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測試
條件
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*小曲率半徑(mm)
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凸 1.5
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凸3
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*小面積的直徑(mm)
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F7
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F5
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基體臨界厚度(mm)
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0.5
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0.3
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數(shù)字式涂層測厚儀TT210標準配置
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TT210主機
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1臺
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標準片
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5片
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基體
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2塊
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AAA型1.5V(7號)干電池
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2節(jié)
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儀器包
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1個
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產品包裝箱
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1個
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使用說明書
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1本
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可選件
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TA220S打印機
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1臺
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通訊電纜
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1條
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通訊軟件
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1個
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使用環(huán)境溫度
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0℃~40℃
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濕度
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20%RH~90%RH無強磁場環(huán)境
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電源:
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二節(jié)AAA型1.5V(7號)干電池
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外型尺寸和重量:
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外形尺寸110mm×50 mm×23mm重量:約100g
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