中华DIY论坛

 找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 111|回复: 0

[转贴分享] 老站搬运,刀具材質及鍍層介紹

[复制链接]
  • TA的每日心情
    奋斗
    9 小时前
  • 签到天数: 94 天

    [LV.6]常住居民II

    14

    主题

    116

    帖子

    3632

    积分

    论坛元老

    Rank: 8Rank: 8

    积分
    3632

    medal5medal6medal7medal8medal9medal10

    发表于 2021-10-4 00:36:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
    本帖最后由 xyz_123 于 2021-10-4 00:38 编辑

    可能略有修改错字、格式等,去掉了没什么意思的回帖。
    ——————————————————————————————————————————
    http://www.diychina.org/forum.php?mod=viewthread&tid=14771
    中华DIY论坛_机械加工交流的乐园_二手机械交易买卖_车床铣床3D打印CNC电控技术交流平台
    标题: 機械學堂 入門級 設備篇 <十一> 刀具材質及鍍層介紹
    作者: ydnline    时间: 2014-3-27 23:07

    這個系列偷懶了大半年沒更新了,主要是工作比較忙啦。
    今天看到豬倒大兄的帖子,想到以後有寫了一半的刀片介紹(缺刀片型號介紹),於是濫竽充數一下吧。等我身體狀況好一點以後,這個系列會持續下去的。

    鎢鋼刀具的硬度最主要取決於刀片的材質,鍍層有加分的作用,但主要還是以材質為主。
    鎢鋼刀具大陸的分類方法我完全不懂,我只能用台灣的分類方法來向大家解說。

    台灣主要的鎢鋼刀具分類法有兩種。
    第一種是傳統工具機使用的PMK方式
        P=藍色,適合切削鋼材(延性材料)
        M=黃色,適合不鏽鋼(軔性材料)
        K=紅色,鑄鐵.石材(脆性材料)
    注意看刀柄顏色。
    01.jpg
    後面還有1-40的數字,數字越大就越硬,能耐低速重切削,數字越小就適合高速輕切削。

    這是台灣常見的焊接車刀圖,幾乎每個有車床的人都有一張啦。
    02.jpg

    第二種分類法為數控工具機業者的分法,主要是以材質去區分的。
    一、陶瓷(Ceramic)
    主要二氧化鋯灌模燒結出來所製成。
    硬度最高,只能連續切割,大多作為鑄鐵的脆性材料的刀片,或是鑽石刀具的基材。
    磁鐵不會吸,比重很輕,收廢品的不收,鑽石砂輪磨他會兩敗俱傷啦。

    二.金屬陶瓷(Cermet)
    碳化鎢粉加上二氧化鋯之類的燒結劑灌模燒結出來所製成。
    硬度其次,只能連續切割。但含有碳化鎢,所以任何材質都能加工。
    磁鐵會吸一點點,因為含有鎢,比重也很輕,收廢料的大多用廢鎢鋼的半價收購。

    三.鎢鋼(Carbide)
    碳化鎢粉加上鈷粉燒結而成。
    因為碳化鎢及鈷都是高價金屬,所以價格最貴。
    因為是金屬燒結,所以能耐斷續切削,但硬度來說是三者裏頭最低的。
    磁鐵會吸,比重最重,拿在手上像黃金一樣,廢料有一定的回收價格。


    其實數控刀片也是有PMK分類,而且分的更細多了三種,變成六種P、M、K、N、S、H
    N=綠色,非鐵金屬(例如鋁,銅)
    S=棕色,高軔性高阻力金屬(例如鈦、鈷……)
    H=灰色,熱處理後高硬度金屬

    不過數控刀片的跨組性質很強。
    三菱的VP15TP材質可應用於P、M、K、S四種材料之上,其他如最便宜的NX2525也能應用於P、M、K三種材料之上。
    所以數控刀片很少人用PMK分類法,但在刀片目錄之中還是能查到這一類的資訊的。

    材質佔刀片耐用度80%以上,選錯刀片材料會花上更多的時間去研磨刀具。
    當然加工方式也很重要啦,例如你要車滾珠螺桿,這個是熱處理後且斷續切削,你可以:
    1、選用鎢鋼材質的刀片慢慢啃。若使用金屬陶瓷的刀片慢慢啃,車螺桿一頭就要用掉好幾片刀片。

    2、如果手上只有金屬陶瓷刀片的話(因為這種刀片最便宜,只有鎢鋼刀片的一半),那就要把斷續切削變為連續切削了。也就是一刀吃掉3mm以上,這樣避開螺紋的部份,就是連續切削了。
    但仍視您的車床馬力及變速系統而定,電子變速的小床就別試了啦,燒掉控制板更麻煩的。

    說完了材質後,再來說說豬倒大兄所關心的鍍層問題。
    鍍層就是把刀具上鍍上一層超硬超滑的材料後,使刀具更加的好用(非耐用,請注意兩者的不同)。
    刀具的耐用程度主要是材質,該斷的時侯還是會斷,該崩的時侯還是會崩,並不會因為有鍍層而變的比較不會斷及比較不會崩刃啦。
    刀具鍍上其他材料後,主要是可以提高切削速度增加工作的效率,還有減少材料粘刀被擠斷。
    耐磨性可能會增加一點點,但以前在學校作的實驗其實磨損量都差不多啦。

    鍍層主要是用濺鍍法(Sputtering)或蒸鍍法(Vacuum Evaporation)把另一種材料鍍到刀具之上。
    濺鍍機
    03.jpg

    蒸鍍機
    04.jpg

    圖片取自網路,如有不妥請通知刪除。其實我們在學校的機器都是桌上型很小一台啦。

    這兩種方式都是屬於物理氣相沉積法(PVD)。當然好像還有CVD法(化氣相沉積法),但我沒見過,台灣大多都是用PVD來鍍層的。

    刀具的鍍層有很多種,常見的有:
    碳氮化鈦,TiCN,HV3000,灰色。
    05.jpg

    氮化鈦,TiN,HV2400,金黃色。
    06.jpg

    氮化鋁鈦,TiAlN,HV2800,暗紫色(近黑色)。
    07.jpg

    氮化鉻,CrN,HV1850,銀白色(一般鋁銅刀都是這種,要注看才能看的出來,鍍層主要是防粘刀)。
    08.jpg

    鑽石鍍層,DLC、ADLC、PVDD,HV4000-6000,霧霧的灰色。
    09.jpg

    以上硬度會因為不同公司的機器及不同靶材而有所不同啦,顏色也會有很大的差異,某些公司的TIALN鍍出來的是漂亮的紫色。

    鍍膜大多只有3~5μm(0.003~0.005mm)。
    而且有個最重要的特點,就是所有的鍍膜都不耐熱。TiAlN最高能耐到800℃,最常見的金黃色TiN只能耐到550℃。
    大家可以試著會鍍鈦的鑽頭去鑽不鏽鋼,你會發現,鍍鈦的耐用度比含鈷的差太多了(除非鍍鈦的也有含鈷啦)。鑽了幾十個孔後,鍍層就開始磨掉了。
    所以有鍍層的刀具並不是很神奇啦。當然有鍍比沒鍍好,但在效能上,並沒有呈倍數的增長。在台灣主要是鍍層刀具能以更快的主軸速度作切削。

    最後談談刀具的硬度及軔性。
    硬度及軔性兩者是相對的,兩者很難達到最佳的配比,要靠自己的經驗去決定刀具的材質。
    一般來說,高硬度的材料軔性就一定較差,所以進給量不能太大及斷續切削,但能開高速以取得較佳的表面粗糙度。
    像高速鋼的軔性就比鎢鋼(碳化鎢)好多了,但是耐熱性比不上鎢鋼,所以只能大進刀慢速啃,開高速就只能車一刀磨一次吧。

    以下為切削特性圖,供大家參考。
    10.jpg


    作者: 洛阳天空    时间: 2014-3-27 23:22
    国内的硬质合金车刀好像都不涂色。我只知道yg加工铸铁yt加工钢、合金钢不锈钢等。yw好像通用


    作者: 海刃五金    时间: 2014-3-28 16:58
    在天朝,要考虑更多的是买到的是不是假货!


    作者: 豬倒大兄    时间: 2014-3-28 21:42
    非常感谢校长详实的文字描述,图文并茂。
    看来正确的使用数控刀片是个比较长期的过程,我相信大部分人不会去翻厂家手册,大概都会想去自己尝试,什么样硬度的材料用什么样的刀片,然后记住使用结果,在刀片的崩断和磨损之间积累经验。
    校长的帖子在理论上为大家提供了很多指导,应该会帮助我们大大缩短经验积累所需的时间和代价,再次非常感谢校长!
    另,祝校长身体早日恢复。台湾的高山流水不错,校长应该给自己放放假,去搞点户外运动,晒晒太阳,呼吸海风。用一句大陆的话说:身体是革命的本钱。


    作者: whwing    时间: 2014-3-29 14:41
    中国买不到好的焊接刀刀片,假的很脆容易崩,我现在改用白钢刀了。


    作者: 豬倒大兄    时间: 2014-3-29 23:18
    好吧,其实我是假装对校长的帖子很满意拉。
    但是,我其实是想要知道,校长你若是买了一堆500片同型号刀片,但是杂杂的,紫色有,金色有,银白色有,那要是车45#钢,你挑出什么色的出来用?要是车淬火钢,你又挑什么出来用?这个最要命拉,理论什么的其实暂时都不适用了。
    不过我倒是觉得数控刀片一般都很强了,我弄过各种DIY铣刀盘,最后发现是那种R角0.8的黑色刀片菱形最耐用,然后是银白色的3角刀片次之(光洁度最好!铣削面show过很多次了)。最近又进了一批圆型刀片,看起来还是很锋利的。

    但是因为同时我发觉除了汽车半轴弄的刀盘杆很耐用,45#钢做的都不行,所以决定先搞定个电阻炉,新做的刀杆淬火了再用。不然花蛮多时间做的刀杆,一不小心重(沉重的重)切削了就变形完蛋了,会很郁闷。
    话说我刚做了个2kW电阻炉,还在试用中,效果好的话给大家推广下。


    作者: pcwawa    时间: 2014-3-29 23:20
    学习了,这是第一次认识涂层的作用。
    市场鱼龙混杂李鬼横行,业余条件选刀具太难了。


    作者: ydnline    时间: 2014-3-30 10:55
        豬倒大兄 发表于 2014-3-29 23:18
        但是,我其实是想要知道,校长你若是买了一堆500片同型号刀 ...
    想太多了啦,買了500片,不可能只挑你要的刀片其他全部丟掉吧?還是要全部用上啦。

    首先要區分材質:
    鎢鋼(比重較重)的分一堆,斷續切削用。
    金屬陶瓷(比重較輕)的分一堆,較硬材質及連續切削用。
    兩大堆再下去細分,一般我們是以斷屑槽下去區分,粗車,精車,車鋼,車鑄鐵,車銅鋁的要分出來。然後因材施教,車什麼東西就用最正確的刀片下去。
    用久了你會發現鍍層的差異並不是很大啦,最少鍍層磨掉的機會比較小,大多都是直接崩掉比較多,而崩不崩刃是和鍍層無關啦。


    作者: 旷野    时间: 2014-4-3 22:23
    我一般喜欢买土豪金的。
    再请教校长,普通高速钢钻头黑色的和原色的材质有区别么?


    作者: ydnline    时间: 2014-4-3 22:46
        旷野 发表于 2014-4-3 22:23
        再请教校长,普通高速钢钻头黑色的和原色的材质有区别么?
    台灣和大陸不太一樣,所以要分開討論。
    台灣的高速鋼鑽頭一律為黑色,這是表面經過氮化爐氮化處理所產生的一層氮化鐵(約HV1200),有真空氮化及離子氮化兩種製程。
    若是白色(金屬原色)的則為含鈷鑽頭。含鈷鑽頭少部份會有鍍鈦(金黃色),但一定不會作黑色的氮化處理。原因我不清楚,但查遍SU'S、LKK、TOSG等資料都是如此。
    大陸的鑽頭則不同,相同材質會有黑色及白色兩種,黑色也不一定是使用氮化處理,染黑(硬度無增加)也常見。黑油漆也有(刀柄居多,淘寶賣家大多會註明)。這些就不是我能分的清楚的了。


    作者: 旷野    时间: 2014-4-3 22:50
        ydnline 发表于 2014-4-3 22:46
        台灣和大陸不太一樣,所以要分開討論。
    我们采用的工艺应该是类似螺丝发黑的那种工艺吧(也叫煮黑)。
    听卖钻头的说过,原色一般是所谓“磨制”的,那么感觉对应的黑色的就该是“轧制”的吧?


    作者: 旷野    时间: 2014-4-3 22:52
        ydnline 发表于 2014-4-3 22:46
        台灣和大陸不太一樣,所以要分開討論。
    另外,我见的含钴钻头都是那种暗金色或者类似橙色。当然,从火花很好辨认。


    作者: icemanh    时间: 2014-4-3 23:05
        ydnline 发表于 2014-4-3 22:46
        台灣和大陸不太一樣,所以要分開討論。
    委員長,我早前剛要買鑽頭,也看了一些產品。
    像Dormer這類含鈷的,有白色(無塗),都有黑色(AlCrN)或金色(TiN)塗層。
    http://www.amazon.com/Dormer-Cobalt-Spectrum-Coating-Special/dp/B00528Y452/ref=sr_1_7?s=power-hand-tools&ie=UTF8&qid=1396537190&sr=1-7&keywords=precision+drill+cobalt
    Dormer A921 Cobalt Steel Spectrum Short Length Drill Bit, AlCrN Coating, Round Shank, 130 Degree Special Point, #1
    未知道台灣是否因為市場關係,所以較少有AlCrN塗層產品?


    作者: ydnline    时间: 2014-4-3 23:13
        旷野 发表于 2014-4-3 22:50
        我们采用的工艺应该是类似螺丝发黑的那种工艺吧(也叫煮黑)……
    发黑(煮黑)就是我說的染黑,這種方式只是表面防鏽處理而己,和硬度完全無關。
    淘寶賣家只會賣東西,其他都靠吹,所以造成大家很多錯誤的機械觀念啦。

    鑽頭的成型方式一般有兩種。
    第一種是整根高速鋼棒下去磨出來的,生產機具以西德鈷領為主。好處是尺寸較準彎曲較少品質穩定,缺點是浪費材料。
    第二種是熱滾軋法(轉造法)所軋成,高速鋼棒在高溫下用模具軋出成型。主要是共產國家所使用,優缺點和磨制法完全相反,外觀上較差一點。
    兩種方法和顏色無關,只是生產流程不同而己。


    作者: ydnline    时间: 2014-4-3 23:17
        旷野 发表于 2014-4-3 22:52
        另外,我见的含钴钻头都是那种暗金色或者类似橙色……
    中國銷量及最大的廠牌,含鈷鑽頭確定是黑的。
    11.jpg


    作者: ydnline    时间: 2014-4-3 23:24
        icemanh 发表于 2014-4-3 23:05
        像Dormer這類含鈷的,有白色(無塗)……
    氮化鋁鉻(AlCrN)近年來台灣比較少用,一般會改用較高階的氮鋁鉻鈦(TiAlCrN)鍍層。
    鍍層種類有數百種,同樣靶材不同的蒸氣壓都會有不同性質的鍍層出現,我只是寫出一些較常見的而己啦。


    作者: icemanh    时间: 2014-4-4 02:27
    本帖最后由 icemanh 于 2014-4-4 02:43 编辑
        ydnline 发表于 2014-4-3 23:24
        氮化鋁鉻(AlCrN)近年來台灣比較少用,一般會改用較高階的氮鋁鉻鈦(TiAlCrN)鍍層。
    謝謝你的資料。我比較多在銑刀上見有TiAlCrN,通常市面上的鑽頭都是TiN……現在多學了一課。


    作者: 遲來的春天    时间: 2014-5-25 20:56
    多謝校長的教材,還有一个問題請教校長,曾轉發過一貼,將金屬去油洗淨再电鍍一層甚么,使其不会生鏽,可否再告訴我,謝謝。


    作者: ydnline    时间: 2014-5-25 21:50
        遲來的春天 发表于 2014-5-25 20:56
        曾轉發過一貼,將金屬去油洗淨再电鍍一層甚么,使其不会生鏽……
    http://www.diychina.org/forum.php?mod=viewthread&tid=3671
    ccssbb的大作,“給jj美容”。


    作者: 一号营地    时间: 2015-5-3 10:21
        豬倒大兄 发表于 2014-3-29 23:18
        但是,我其实是想要知道,校长你若是买了一堆500片同型号刀 ...
    当磁砖,作马赛克。
    用线切割切出角度,二次修磨。
    ————————————————————————————————————————
    搬运完毕。


    回复

    使用道具 举报

    您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

    本版积分规则

    中华DIY论坛QQ官群:205778249

    Archiver|手机版|小黑屋|中华DIY论坛  

    GMT+8, 2021-10-17 23:19 , Processed in 0.238899 second(s), 42 queries .

    Powered by Discuz! X3.2

    © 2001-2013 Comsenz Inc.

    快速回复 返回顶部 返回列表