一種刀具表面改性處理新技術(shù)

據(jù)Cluster Sciences公司創(chuàng)始人Rick Becker介紹，該公司最近開發(fā)了一種切削刀具表面處理新技術(shù)。該技術(shù)是作為類金剛石涂層（DLC）和其他刀具涂層的替代技術(shù)而開發(fā)的，它實(shí)際上是利用固態(tài)的納米結(jié)構(gòu)硼原子團(tuán)對刀具表面進(jìn)行改性處理。這種納米材料是該公司為半導(dǎo)體行業(yè)而開發(fā)的。

    這種硼的納米結(jié)構(gòu)金屬形態(tài)可使更多的材料分子溶入刀具基體之中，而不是像涂層那樣機(jī)械性地附著于基體表面。Becker解釋說，一旦硼沉積到基體上，就不可能再被分離，因?yàn)樗咽贡砻娼缑嫣幍牟牧习l(fā)生了永久性改變。例如，硬質(zhì)合金刀具的表面將變成富硼硬質(zhì)合金。被處理刀具的材料成分沒有太大關(guān)系，這種處理方法對于高速鋼基體和硬質(zhì)合金基體似乎同樣有效。

    據(jù)Becker介紹，初步測試結(jié)果表明，在嚴(yán)苛的加工條件下，該公司開發(fā)的這種金屬硼材料在硬度上與類金剛石碳（DLC）和CBN類似，而韌性則要好得多。

    在Cluster Sciences公司進(jìn)行的一次測試中，將未涂層的4槽方頭硬質(zhì)合金立銑刀（直徑為6.35mm）與同一批次生產(chǎn)，但經(jīng)過硼原子團(tuán)表面處理的立銑刀進(jìn)行了對比切削試驗(yàn)（被加工試件：長度為610mm的4140熱軋鋼（硬度：179HB）；主軸轉(zhuǎn)速：2,880r/min；進(jìn)給量：585mm/min；切削深度：2.54mm；切削寬度：刀具全直徑）。未經(jīng)表面處理的立銑刀尚未完成4次走刀即告破損。而在相同的切削條件下，經(jīng)過處理的立銑刀在停止試驗(yàn)之前一共完成了12次走刀。

    除了可以應(yīng)用于切削刀具以外，該技術(shù)還適用于各種耐磨零件（包括軸承、炮管、活塞環(huán)等）的表面改性處理。硼原子團(tuán)可應(yīng)用于許多標(biāo)準(zhǔn)的表面處理工藝，包括離子注入、DC磁控濺射、熱等離子噴濺電子束蒸發(fā)和熱處理。它是一種物理氣相沉積（PVD）工藝，而不是化學(xué)氣相沉積（CVD）工藝。

    目前，該公司正在尋求產(chǎn)業(yè)化合作伙伴，有可能為制造商提供相關(guān)技術(shù)。