加工高硬度模具用涂層硬質(zhì)合金球頭立銑刀

    日本住友電工公司開發(fā)了一種用于加工高硬度（≥60HRC）模具的GS涂層硬質(zhì)合金球頭立銑刀，其特點(diǎn)為：采用硬度與韌性兼優(yōu)的超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金作為銑刀基體；采用新涂層技術(shù)在基體表面涂覆耐熱性與潤(rùn)滑性兼優(yōu)的涂層材料；采用高精技術(shù)加工球頭切削刃。
     眾所周知，切削刀具的硬度應(yīng)為被加工工件硬度的3倍以上。但當(dāng)?shù)毒哂捕忍岣邥r(shí)，其韌性自然就會(huì)下降，導(dǎo)致刀具容易發(fā)生崩刃，尤其是高硬度材料的立銑加工屬于斷續(xù)切削，沖擊性較大，更易發(fā)生崩刃。為了優(yōu)化GS球頭立銑刀的切削性能，必須使硬質(zhì)合金基體的硬度與韌性在高水平下達(dá)到平衡兼優(yōu)。住友電工公司通過減少Co粘結(jié)相的含量來提高硬質(zhì)合金基體硬度，通過使硬質(zhì)合金主要成分碳化鎢的粒度微細(xì)化來提高硬質(zhì)合金基體韌性。通過二者的匹配優(yōu)化研究，開發(fā)出了硬度與韌性兼優(yōu)的超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金基體。
    對(duì)于刀具涂層材料，為滿足高硬度材料立銑加工的需要，不僅應(yīng)具有優(yōu)良的耐熱性，還應(yīng)具有高水平的潤(rùn)滑性能，以降低切削抗力，提高抗粘結(jié)磨損性能和加工表面質(zhì)量。當(dāng)涂層摩擦系數(shù)小于0.3時(shí)，即可具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性能。使用廣泛的TiAlN涂層的摩擦系數(shù)約為 0.5；近年來深受關(guān)注的TiSiN涂層的摩擦系數(shù)約為0.6；TiCN涂層的摩擦系數(shù)為0.3，但其耐熱性能太低，不能用于加工高硬度模具鋼。GS球頭立銑刀使用的涂層摩擦系數(shù)很小，僅為0.2，耐熱性能與TiSiN涂層相當(dāng)，其硬度為Hv5100，比TiAlN涂層（Hv3500）還高出30%以上。因此，GS球頭立銑刀能顯著降低摩擦阻力，抑制切削抗力及切削熱的升高，在延長(zhǎng)刀具壽命的同時(shí)，抑制了切屑粘刀現(xiàn)象的發(fā)生，提高了加工表面質(zhì)量和切削效率。
    在刀具的設(shè)計(jì)與加工方面，球頭半徑R的加工公差為+3～－7μm。在高精度加工球頭R時(shí)，防止過度磨削，并一次性連續(xù)、圓滑地完成R和直線加工，獲得了優(yōu)質(zhì)的立銑刀球頭成型表面。
    上述特點(diǎn)使GS涂層硬質(zhì)合金球頭立銑刀兼具良好的耐磨性、剛性、韌性、耐熱性、潤(rùn)滑性和高精度，非常適用模具型腔的粗、精立銑加工，在加工自硬鋼等硬度稍低的模具材料時(shí)也能發(fā)揮出更高效能