用于高速高效加工的PVD超级ZX涂层

日本住友电工硬质合金公司应用先进的纳米技术和自主开发的PVD涂层技术，成功开发了用于切削刀具、由纳米级TiAlN和AlCrN超薄涂层交替排列(多达约千层)组合而成的厚涂层——PVD超级ZX涂层。ink media=screen href="http://e-cuttech.com/magiczoomplus.css" type=text/css rel=stylesheet>

日本住友电工硬质合金公司应用先进的纳米技术和自主开发的PVD涂层技术，成功开发了用于切削刀具、由纳米级TiAlN和AlCrN超薄涂层交替排列(多达约千层)组合而成的厚涂层——PVD超级ZX涂层。这种新型涂层的物理性能见下表。与原有涂层(TiN和AlN的多层涂层)相比，这种新涂层提高了铝含量，并实现了性能最优化：涂层硬度提高了40%(从原有涂层的40GPa提高到56GPa)；由于涂层中新添加了铬(Cr)，涂层的开始氧化温度提高了约200℃(从原有涂层的816℃提高到1029℃)。名称涂层构造涂层硬度
(GPa)开始氧化温度
(℃)残余压应力
(GPa)声发射(AE)检测
(N)原有涂层TiN/AlN408160.773.8超级ZX涂层TiAlN/AlCrN5610291.976.7

根据涂层的形成机理，对涂覆工艺条件进行了优化调整，使涂层中的残余压应力从硬质合金基体向涂层外表面逐渐增大，成梯度分布。其结果是，不仅没有损害涂层的抗剥落性能，而且平均压应力比原有涂层增大了1.2GPa。由于纳米级涂层交替重叠的效果，抑制了表面裂纹的扩展，从而提高了涂层强度和耐磨性能，大幅提高了刀尖抗崩刃的可靠性，使刀具寿命达到原有涂层刀具的2倍以上。以下为加工实例：

(1)用于铸铁铣削的超级ZX涂层ACK300

用ACK300涂层刀具铣削FCD450齿轮箱体的效果。用其他公司的涂层刀具加工350件后产生了大量涂层剥落，而用ACK300超级ZX涂层刀具加工400件后，刀片的损伤仍然非常轻微。

(2)加工钢/不锈钢用超级ZX涂层ACP200/ACP300

用ACP200涂层刀具铣削SCM435钢件时，切削速度与刀具寿命的关系。由对比试验结果可知，在超过300m/min的高速铣削条件下，耐磨性能和抗氧化性能优异的ACP200超级ZX涂层刀具的寿命是原有涂层刀具的2倍以上，显示出超群的加工效果。用ACP300超级ZX涂层刀具加工发电机用螺栓端面(SUS316不锈钢)的结果。其他公司的涂层刀具加工30件后因刀尖崩损而停止使用，而ACP300超级ZX涂层刀具能够加工70件，刀具寿命延长了1倍以上。