刀具涂层剥落会带来哪些危害？

东莞京雕教育科技有限公司2024-09-23

刀具磨损加剧切削刃损伤当涂层剥落时，刀具的切削刃直接暴露在切削环境中。涂层原本起到保护切削刃、提高切削刃硬度和耐磨性的作用。一旦剥落，切削刃失去了这层保护，在切削过程中会迅速磨损。例如，在车削硬度较高的合金钢时，涂层剥落会使切削刃在短时间内出现刃口变钝、产生微小缺口等磨损现象，导致刀具无法继续有效地切削工件。刀具基体磨损加快涂层剥落之后，刀具基体与工件材料和切屑直接接触。由于刀具基体材料（如硬质合金的某些成分）的耐磨性相对涂层可能较差，在切削力和摩擦力的作用下，刀具基体的磨损速度会明显增加。例如，在铣削铝合金时，涂层剥落会使刀具基体与铝合金之间的摩擦系数增大，导致刀具基体的后刀面磨损加剧，减少刀具的有效使用寿命。加工质量下降表面粗糙度增大涂层剥落的刀具在切削时，由于切削刃磨损和刀具基体磨损，切削过程变得不稳定。刀具对工件表面的刮削和挤压不均匀，会使加工出的工件表面粗糙度明显增大。例如，原本使用带有涂层的刀具精铣平面能够达到 Ra0.8μm 的表面粗糙度，在涂层剥落之后，可能只能达到 Ra3.2μm 甚至更高，无法满足高精度加工的要求。尺寸精度难以保证刀具涂层剥落导致刀具磨损加快，切削刃的位置和形状会发生变化。在加工过程中，这种变化会直接影响工件的尺寸精度。例如，在钻削小孔时，如果涂层剥落使钻头的直径磨损加快，钻出的孔的直径尺寸就会超出规定的公差范围，导致工件报废。切削力和切削温度升高切削力增大涂层剥落的刀具，其切削刃变钝，刀具基体与工件材料之间的摩擦系数增大。根据切削力的计算公式，摩擦力增大时切削力也会增大。例如，在车削外圆时，涂层剥落会使切削力比正常涂层刀具增加 30% - 50%（具体数值因加工条件而异）。增大的切削力会对机床、夹具等加工系统产生更大的负荷，可能导致机床振动加剧，进一步影响加工质量。切削温度升高由于切削力增大，切削过程中消耗的能量增加，更多的能量转化为热能，从而使切削温度升高。同时，没有涂层保护的刀具，其散热性能也可能变差。例如，在高速切削时，涂层剥落会使刀具的温度比有涂层时升高 50 - 100°C（具体数值因切削条件而异）。高温会进一步加速刀具的磨损，并且可能影响工件的材料性能，如导致工件材料的金相组织发生变化，影响工件的力学性能。