加工高硬度模具用涂層硬質合金球頭立銑刀

    日本住友電工公司開發了一種用于加工高硬度（≥60HRC）模具的GS涂層硬質合金球頭立銑刀，其特點為：采用硬度與韌性兼優的超細顆粒硬質合金作為銑刀基體；采用新涂層技術在基體表面涂覆耐熱性與潤滑性兼優的涂層材料；采用高精技術加工球頭切削刃。
     眾所周知，切削刀具的硬度應為被加工工件硬度的3倍以上。但當刀具硬度提高時，其韌性自然就會下降，導致刀具容易發生崩刃，尤其是高硬度材料的立銑加工屬于斷續切削，沖擊性較大，更易發生崩刃。為了優化GS球頭立銑刀的切削性能，必須使硬質合金基體的硬度與韌性在高水平下達到平衡兼優。住友電工公司通過減少Co粘結相的含量來提高硬質合金基體硬度，通過使硬質合金主要成分碳化鎢的粒度微細化來提高硬質合金基體韌性。通過二者的匹配優化研究，開發出了硬度與韌性兼優的超細顆粒硬質合金基體。
    對于刀具涂層材料，為滿足高硬度材料立銑加工的需要，不僅應具有優良的耐熱性，還應具有高水平的潤滑性能，以降低切削抗力，提高抗粘結磨損性能和加工表面質量。當涂層摩擦系數小于0.3時，即可具有優良的潤滑性能。使用廣泛的TiAlN涂層的摩擦系數約為 0.5；近年來深受關注的TiSiN涂層的摩擦系數約為0.6；TiCN涂層的摩擦系數為0.3，但其耐熱性能太低，不能用于加工高硬度模具鋼。GS球頭立銑刀使用的涂層摩擦系數很小，僅為0.2，耐熱性能與TiSiN涂層相當，其硬度為Hv5100，比TiAlN涂層（Hv3500）還高出30%以上。因此，GS球頭立銑刀能顯著降低摩擦阻力，抑制切削抗力及切削熱的升高，在延長刀具壽命的同時，抑制了切屑粘刀現象的發生，提高了加工表面質量和切削效率。
    在刀具的設計與加工方面，球頭半徑R的加工公差為+3～－7μm。在高精度加工球頭R時，防止過度磨削，并一次性連續、圓滑地完成R和直線加工，獲得了優質的立銑刀球頭成型表面。
    上述特點使GS涂層硬質合金球頭立銑刀兼具良好的耐磨性、剛性、韌性、耐熱性、潤滑性和高精度，非常適用模具型腔的粗、精立銑加工，在加工自硬鋼等硬度稍低的模具材料時也能發揮出更高效能