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涂层处理热量 涂层是当今使切削液通常不需要的另一个原因。它们通过抑制从切削区到刀片或刀具的热传递来控制温度波动。涂层的作用象热障，因为它有比刀具基体和工件材料低很多的热导性。因此涂层刀片和刀具吸收较少的热量并能承受更高的切削温度，这意味着更在车削和铣削不牺牲刀具寿命的前提下更高速的切削。 厚度范围在2到18µm的涂层在刀具性能里扮演一个重要的角色。因为薄涂层比厚涂层在快速冷却和加热过程中引起更低的应力并且不易破裂，对于断续切削这个厚度带宽较薄的一端承受温度波动更佳。厚涂层经受相同的应力，当你加热或冷却太快时容易破裂。因此，用薄涂层刀片干加工通常延伸刀具寿命达40%。 这是为什么圆刀片和铣刀片代表性地用物理气相沉积(PVD)的一个重要原因。和相对应的化学气相沉积(CVD)相比PVD涂层更薄，粘着力更佳。除了更薄，它们的沉积温度要低很多。所以在车削和铣削刀具发现更多使用锋利切削刃和大的正前角。 虽然氮化钛(TiN)占所有涂层刀具的80%，氮铝化钛(TiAlN)作为针对高速精加工的最佳PVD涂层出现了。象高速车削那样的连续高温切削时它超过TiN性能的3倍。在象干铣和小直径深孔钻削由于切削液很难渗透等高热应力工况下它也胜出很多。 在切削温度下TiAlN比TiN更硬，它是目前最热稳定和抗化学磨损的PVD涂层。其硬度高达3500HV，而且它的工作温度高达华氏1470°。虽然没有人知道为什么会如此，但是科学家猜想这些特性来自一种当某些高温下涂层表面氧化时在切屑-刀具接触面形成的非晶质的氧化铝膜。 应用更薄的多层PVD涂层使其更适合于干加工的研究正在进行。这种沉积工艺建立一种由数百层仅几纳米厚的涂层构成。相反，传统PVD工艺由几层微米级的涂层沉积而成。 尽管对PVD涂层有强烈的兴趣，与之相对应的CVD对于大多数黑色金属工件材料来说一直是受欢迎的。CVD工艺很高的沉积温度有助于粘着并且允许基体生成强化刃口和帮助基体抵抗变形的富钴区。由于它们比PVD涂层更厚，因此需要对切削刃更重的珩磨来防止象墙角厚层涂料的剥落那样的开裂。这个设计也抗磨好且能在进给量超过0.076mm/r到0.89mm/r下工作。 CVD也是唯一有用的已知的最佳抗热和氧化磨损的氧化铝涂层沉积工艺。氧化铝导热差，因此隔离切屑形成过程中产生的热量并迫使热量流入切屑。使得它成为硬质合金里最适合干加工的优异的CVD涂层。在高速下它保护基体，是抗磨料磨损和月牙洼磨损的最佳涂层。 干运转 仅仅20年前，切削液是便宜的且占多数加工过程的比重少于3%。所以很少有机械加工厂对它们关注很多。在那时以后随着时间的推移发生了戏剧化的变化：如今的切削液费用估计达每年几十亿美圆且占生产成本高达15%。现在，机加工行业无时不刻都在为他们的切削液担忧。 切削液，尤其是那些含油的，已成为巨大的负担。不管某种切削液有多安全和环保，政府法令仍将要求你从倾倒到池里的那一刻起进行特殊处理。即使你的当地政府允许你从桶中倾倒清洁的不含油的合成液到排水沟，一旦它同在机床里夹杂油和金属碎屑混合物它就变成一种受控的工业废料。不仅美国环境保护局管理这种混合物的处理，而且许多州和地方政府也已把它们作为有害废物进行分类并如果它们含油和某些合金强加严格控制。 因为很多高速加工和切削液喷嘴产生细油雾或工人能呼吸到的气溶胶，政府机构还限制空气里切削油雾的允许量。提高机加工企业计划成本和责任更多，环境保护局已经计划更严格的针对控制这些空气里的微粒的标准。职业安全和健康管理局也正在考虑一个咨询委员会推荐通过一个最大值到0.5mg/m³和作用水平到0.25mg/m³的法令来限制较低的切削液气雾的允许暴露量。 维护、记录存档和遵循现行和计划的规定所产生的成本正迫使切削液的价格迅速上涨。大型工厂支付从几万到几十万的资金来维护切削液和只要有可能就安装和使用合适的附件和油雾收集器以及切屑、碎屑和用过的切削液的处理来推迟它们的处理。其结果是很多机加工企业正在就通过干切削来避免费用和伴随切削液产生的副作用展开讨论。 [1] [2] 下一页 | 
