有時候，一項技術(shù)或工藝的出現(xiàn)會伴隨著一種材質(zhì)的性能潛力得到極大的提高。來自山高刀具的duratomic技術(shù)就是一則典型的例子。山高的dongraham與rogergranström解釋了成功背后的科學(xué)原理。

我們有許多方法可以改進(jìn)涂層產(chǎn)品的性能：在涂層爐內(nèi)對化學(xué)成分進(jìn)行微調(diào)、各涂層的結(jié)構(gòu)控制更仔細(xì)、涂層刀片的頂部與底部的精磨、甚至涂層后對切削刃進(jìn)行拋光，所有這些都對最終用戶有好處。

在過去的幾年中，除了這些改進(jìn)之外，山高嘗試了采用一種相對而言更基本的方法來提高涂層的性能。例如，該行業(yè)對某些材質(zhì)牌號的刀片采用較基礎(chǔ)的方式進(jìn)行拋光是原因之一，而這也是山高使用的一種措施，就是去除涂層本身的瑕疵。通過拋光可以改善光滑性、殘余應(yīng)力狀態(tài)并減少切削的摩擦。但是，當(dāng)這些瑕疵并非首位因素的話會怎么樣呢？這一問題使得山高致力于改善各層涂層的結(jié)構(gòu)完整性。

如果我們從最初的地方開始，有兩種不同形式的氧化鋁應(yīng)用于涂層：kappa和alpha。兩者區(qū)別在于晶體結(jié)構(gòu)的不同。例如，陶瓷水槽和紅寶石都是由氧化鋁制成的。這兩者的區(qū)別在于原子的排列方式。

車削產(chǎn)品專家dongraham解釋說：“當(dāng)用作刀具材料時，我們更希望使用alpha相的氧化鋁。然而，kappa相更容易沉積，所以我們先沉積kappa相再在熔爐里對涂層熱處理，使之轉(zhuǎn)換為alpha相。在進(jìn)行這種處理時會產(chǎn)生體積上的收縮，其直接后果是不可避免地產(chǎn)生裂紋。直到山高的涂層專家解決了如何直接沉積alpha相氧化鋁，使得結(jié)構(gòu)無裂縫。”

金剛石的類比“我們可以用另外一個類比，我們都知道金剛石是人類已知最堅硬的材料，從某個結(jié)晶方向可以被相對容易地劈開，”dongraham繼續(xù)道，“金剛石可以非常好地抵抗任何形式的破損或磨損。通過仔細(xì)地調(diào)整涂層的循環(huán)，山高的研發(fā)團(tuán)隊已經(jīng)知道如何控制這些涂層的晶體結(jié)構(gòu)，以提高韌性和耐磨性。這就是我們已經(jīng)命名的‘duratomic’工藝，即希望它能反映出我們通過原子級的工藝來控制涂層使其更耐用的想法。通過把另一種結(jié)晶方向引入切削，我們提高了產(chǎn)品的韌性和耐磨性。”產(chǎn)品經(jīng)理rogergranström補充道：“山高研發(fā)團(tuán)隊所做的是從化學(xué)上改變氧化鋁（al2o3）層的晶體結(jié)構(gòu)，以創(chuàng)造出一種能提供更長的刀具壽命并提高切削能力的涂層。我們相信這將會完全改變未來材料等級研發(fā)的性能預(yù)期。用duratomic技術(shù)開發(fā)涂層可以與任意不同的基體相結(jié)合，創(chuàng)造出新一代的有顛峰性能且應(yīng)用廣泛的材料牌號。”

傳統(tǒng)氧化鋁涂層的硬度約為27.5gpa。duratomic的硬度大約是30.5gpa，提高了10%~15%。硬度的提高將直接轉(zhuǎn)換為耐磨性的增加，因此，也提高了刀具壽命。在一個典型的應(yīng)用中，涂層的工作溫度也由915攝氏度下降到880攝氏度，足以大大提高抗月牙洼磨損性能。

該材質(zhì)牌號表現(xiàn)把氧化鋁粘合到其下面的碳氮化鈦層的粘合劑所造成的。ti(c,n)是非常堅硬且耐磨的。在它的下面是一個嶄新的基體，它被認(rèn)為是這一涂層的理想搭檔，而且也以富鈷區(qū)為特色，它意味著鈷由這一結(jié)構(gòu)的芯部轉(zhuǎn)移到表面。

毫無疑問的是，山高提高了這一材料牌號的韌性。用一個直徑4.25″的厚型管，沿其長度方向鉆有許多4″深、直徑1/4″的孔，然后端面車削貫穿孔系時產(chǎn)生劇烈的斷續(xù)切削。切削工況為：52100鋼、650sfpm（表面英尺每分鐘）、0.016ipr（英寸每轉(zhuǎn)）、0.04″的切削深度，并且使用冷卻液。

出色的效果

刀具壽命是通過觀察并計數(shù)在切削刃顯著磨損出現(xiàn)之前其加工的行程數(shù)得出的。山高測試了一系列不同的有競爭性的p25材質(zhì)等級，包括tp200和以duratomic涂層為特征的第一種材質(zhì)等級tp2500。有競爭性的p25材質(zhì)等級在切削刃顯著磨損出現(xiàn)之前完成了近70件。tp200（請牢記這是一種優(yōu)異的材質(zhì)牌號）在切削刃顯著磨損前完成了90件。令人難忘的是，tp2500在切削刃顯著磨損前完成了130件。

tp2500提供了空前水準(zhǔn)的耐磨性和韌性，在isop類應(yīng)用中超額完成任務(wù)且較其它材質(zhì)牌號更耐久。tp2500還可以優(yōu)化不銹鋼車削和鑄鐵的應(yīng)用，有效地加工m20和k30類的應(yīng)用。dongraham說：“總的來說，tp2500的涂層展示了韌性的提高、出色的耐熱和耐磨性，并且減少了積屑瘤。現(xiàn)場試驗已經(jīng)表明tp2500將生產(chǎn)率提高了100%，同時也將刀具的使用壽命提高了400%。”

tp2500不僅只是另一種全新的車削材質(zhì)牌號，還預(yù)示著下一代以duratomic技術(shù)生產(chǎn)的硬質(zhì)合金刀片將為金屬切削性能的發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)，它將超越市場上現(xiàn)有的所有產(chǎn)品的能力。

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