涂層刀具技術(shù)要求及檢測(cè)方法

1涂層刀具技術(shù)要求及檢測(cè)方法本文件規(guī)定了涂層刀具的術(shù)語(yǔ)和定義、涂層分類、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及標(biāo)志、使用說(shuō)明書(shū)、包裝、運(yùn)輸和貯存內(nèi)容。本文件適用于涂層刀具。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T191包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志GB/T230.1金屬材料洛氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法GB/T1172黑色金屬硬度及強(qiáng)度換算值GB/T2828.1計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序第1部分：按接收質(zhì)量限(AQL)檢索的逐批檢驗(yàn)抽樣計(jì)劃GB/T6462金屬和氧化物覆蓋層厚度測(cè)量顯微鏡法JB/T7707離子鍍硬膜厚度試驗(yàn)方法球磨法JB/T8554氣相沉積薄膜與基體附著力的劃痕試驗(yàn)方法3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1涂層刀具coatedtool是在強(qiáng)度和韌性較好的硬質(zhì)合金或高速鋼(HSS)基體表面上，利用氣相沉積方法涂覆一薄層耐磨性好的難熔金屬或非金屬化合物（也可涂覆在陶瓷、金剛石和立方氮化硼等超硬材料刀片上）而制備的刀具。具有表面硬度高、耐磨性好、化學(xué)性能穩(wěn)定、耐熱耐氧化、摩擦系數(shù)小和熱導(dǎo)率低等特性，切削時(shí)可比未涂層刀具壽命提高3～5倍以上，提高切削速度20%～70%，提高加工精度0.5～1級(jí)，降低刀具消耗費(fèi)用20%～50%。4涂層分類4.1硬質(zhì)合金刀具可采用物理氣相沉積（PVD）方法和化學(xué)氣相沉積（CVD）方法制作，應(yīng)用于整體硬質(zhì)合金刀具的物理氣相沉積（PVD）涂層種類十分廣泛，而用于整體硬質(zhì)合金刀具的化學(xué)氣相沉積（CVD）涂層種類較少，以金剛石類型涂層為主。4.2硬質(zhì)合金刀具應(yīng)根據(jù)刀具的品種、被加工材料和切削參數(shù)等要求選擇適合的涂層。5技術(shù)要求5.1涂前刀具的表面質(zhì)量5.1.1被涂刀具表面應(yīng)是光亮的磨光面，刀具各工作表面上不得有銹斑、磨糊、氧化、崩刃等缺陷，要求刃口上無(wú)毛刺。5.1.2前、后刀面上的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra<0.8～1.25μm。5.2外觀5.2.1涂層后刀具部分不應(yīng)有崩刃、裂紋、磁紋、磁性和弧斑等影響使用性能的缺陷。25.2.2同一爐涂層色澤應(yīng)具有一致性。5.2.3涂層表面的膜層應(yīng)完整，無(wú)膜層脫落。5.3尺寸和公差涂層刀具的尺寸及偏差和形位誤差應(yīng)按相應(yīng)檢測(cè)規(guī)范進(jìn)行檢測(cè)。5.4涂層厚度涂層厚度應(yīng)大于或等于1μm。5.5刀具基體材料5.5.1涂層刀具的基體材料與涂層材料應(yīng)合理匹配，須根據(jù)不同的加工要求選用。5.5.2涂層高速鋼刀具的基體，既可用W6Mo5Cr4V2(M2)的通用型高速鋼，也可用含鈷的超硬高速鋼和粉末冶金高速鋼(PMHSS)或者是整體采用硬質(zhì)合金鎢鋼制成的鎢鋼刀片。5.5.3加工鈦合金時(shí)，宜使用含鈷超硬高速鋼如W2Mo9Cr4VCo8(M42)作為刀具的基體材料。5.5.4涂層滾刀，當(dāng)以正常切削速度(小于45m/min)加工齒輪時(shí)應(yīng)選擇韌性較好的W6Mo5Cr4V2高速鋼作為刀具的基體材料；在高速滾齒時(shí)(切削速度大于100m/min)，應(yīng)選用耐熱性和耐磨性較高的含鈷超硬高速鋼或CW9Mo3Cr4VN高速鋼為刀具的基體材料。5.5.5涂層硬質(zhì)合金刀具的基體，在加工鋼材時(shí)，宜選擇加工鋼材的硬質(zhì)合金，如WC-TiC-Co或WC-TiC-TaC-Co類合金；加工鑄鐵和有色金屬時(shí)，宜選擇WC-Co類合金。5.6硬度涂層刀具硬度應(yīng)符合產(chǎn)品生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)文件的規(guī)定。5.7涂層結(jié)合強(qiáng)度涂層結(jié)合強(qiáng)度應(yīng)符合產(chǎn)品生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)文件的規(guī)定。6試驗(yàn)方法6.1涂前刀具的表面質(zhì)量6.1.1涂層前刀具的表面質(zhì)量應(yīng)目測(cè)觀察觀測(cè)。6.1.2應(yīng)使用表面粗糙度比較樣塊與刀具被測(cè)表面目測(cè)對(duì)比檢查，發(fā)生爭(zhēng)議時(shí)用雙管顯微鏡或表面粗糙度檢查儀檢測(cè)。6.2外觀涂層后刀具的外觀用肉眼觀察觀測(cè)，涂層后刀具工作部分用20倍～40倍顯微鏡進(jìn)行觀察檢測(cè)。6.3尺寸和公差6.3.1圓棒類刀具6.3.1.1刀具的總長(zhǎng)和工作部分長(zhǎng)度6.3.1.1.1檢測(cè)方法：用游標(biāo)卡尺沿刀具軸向測(cè)量刀具全長(zhǎng)。工作部分長(zhǎng)度用游標(biāo)卡尺沿刀具軸向在相應(yīng)的部位上測(cè)量。根據(jù)被測(cè)刀具的精度，上述項(xiàng)目允許用鋼板尺測(cè)量。6.3.1.1.2檢測(cè)器具：游標(biāo)卡尺、鋼板尺。6.3.1.2刀具的外徑6.3.1.2.1檢測(cè)方法：對(duì)于切削刃為偶數(shù)的刀具，用外徑千分尺測(cè)量其對(duì)稱刃，應(yīng)在靠近刃尖處測(cè)量。對(duì)于切削刃為奇數(shù)的刀具，用三溝或五溝千分尺測(cè)量，應(yīng)在靠近刃尖處測(cè)量。6.3.1.2.2檢測(cè)器具：外徑千分尺、三溝或五溝千分尺。6.3.1.3直柄刀具的柄部直徑36.3.1.3.1檢測(cè)方法：用外徑千分尺在其柄部取三至五個(gè)位置測(cè)量，取最大偏差值。6.3.1.3.2檢測(cè)器具：外徑千分尺。6.3.2圓盤類刀具6.3.2.1刀具的厚度6.3.2.1.1檢測(cè)方法一6.3.2.1.1.1用外徑千分尺或游標(biāo)卡尺在厚度方向上取三至五個(gè)位置測(cè)量，取最大偏差值。6.3.2.1.1.2檢測(cè)器具：外徑千分尺、游標(biāo)卡尺。6.3.2.1.2檢測(cè)方法二6.3.2.1.2.1對(duì)于錯(cuò)齒刀具和大直徑刀具，將刀具置于檢驗(yàn)平板上，用高度游標(biāo)卡尺在厚度方向上取三至五個(gè)位置測(cè)量，取最大偏差值。根據(jù)被測(cè)刀具的精度，上述項(xiàng)目可用量塊和百分表以比較法進(jìn)行測(cè)量。6.3.2.1.2.2檢測(cè)器具：高度游標(biāo)卡尺、檢驗(yàn)平板、四等量塊、百分表及表座。6.3.2.2刀具的外徑檢測(cè)方法6.3.2.2.1對(duì)于等分齒的刀具，偶數(shù)齒刀具用外徑千分尺或游標(biāo)卡尺測(cè)量其對(duì)稱齒。奇數(shù)齒刀具用外徑千分尺或游標(biāo)卡尺測(cè)量三至五個(gè)位置的最大弦長(zhǎng)，取其平均值。最大弦長(zhǎng)與刀具外徑D的換算見(jiàn)式（1）式中：L弦——最大弦長(zhǎng)實(shí)測(cè)平均值，mm；n——屑槽數(shù)。6.3.2.2.2對(duì)于不等分齒的刀具，可將刀具穿上芯軸在工具顯微鏡上檢測(cè)。先將工具顯微鏡兩頂尖之間的中心線與目鏡米字線對(duì)準(zhǔn)，記下讀數(shù)。然后將刀具安裝在兩頂尖之間，使米字線移至刀具最大外圓處記下讀數(shù)，將兩次讀數(shù)差的絕對(duì)值乘以2，即為刀具的外徑。6.3.2.2.3檢測(cè)器具：外徑千分尺、游標(biāo)卡尺、工具顯微鏡及芯軸。6.3.3矩形棒類刀具6.3.3.1刀具的總長(zhǎng)6.3.3.1.1檢測(cè)方法：用游標(biāo)卡尺或鋼卷尺沿刀具長(zhǎng)度方向測(cè)量。6.3.3.1.2檢測(cè)器具：游標(biāo)卡尺、鋼卷尺。6.3.3.2刀具的寬度和高度6.3.3.2.1檢測(cè)方法：用外徑千分尺或游標(biāo)卡尺在寬度和高度方向上分別取三至五個(gè)位置測(cè)量，取最大偏差值。6.3.3.2.2檢測(cè)器具：外徑千分尺、游標(biāo)卡尺。6.3.4硬質(zhì)合金片狀類刀具6.3.4.1刀片的厚度6.3.4.1.1檢測(cè)方法：用外徑千分尺在刀片上取三至五個(gè)位置測(cè)量，取最大偏差值。6.3.4.1.2檢測(cè)器具：外徑千分尺。6.3.4.2刀片的內(nèi)切圓尺寸6.3.4.2.1檢測(cè)方法：對(duì)于矩形、菱形刀片用外徑千分尺測(cè)量與內(nèi)切圓直徑相等的兩條邊。對(duì)于五邊形刀片用五溝千分尺測(cè)量。對(duì)于凸三邊形刀片用三溝千分尺測(cè)量。6.3.4.2.2檢測(cè)器具：外徑千分尺、三溝千分尺、五溝千分尺。46.4涂層厚度涂層厚度可采用球痕法或橫截面金相法進(jìn)行檢測(cè)。球痕法應(yīng)按JB/T7707規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)；橫截面金相法應(yīng)按GB/T6462規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)。6.5刀具基體材料涂層刀具的硬質(zhì)合金基材應(yīng)按相應(yīng)檢測(cè)規(guī)范進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)實(shí)際情況可選用同批次硬質(zhì)合金棒料檢測(cè)結(jié)果替代。6.6硬度6.6.1檢測(cè)方法：首先被測(cè)的試件應(yīng)預(yù)先加工以達(dá)到硬度檢測(cè)的要求。硬度計(jì)應(yīng)先用標(biāo)準(zhǔn)硬度塊校準(zhǔn)，然后在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定部位內(nèi)均勻分布三點(diǎn)檢測(cè)，取其算術(shù)平均值。如三點(diǎn)的算術(shù)平均值不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)，可補(bǔ)測(cè)兩點(diǎn)，取五點(diǎn)的算術(shù)平均值作為最后檢測(cè)結(jié)果。6.6.2對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了硬度上限值，且測(cè)試值又超過(guò)了上限值的產(chǎn)品，允許補(bǔ)充金相檢驗(yàn)及性能試驗(yàn)，結(jié)果正常者可判為合格。6.6.3對(duì)于一些細(xì)小及厚度較薄的刀具用洛氏硬度計(jì)無(wú)法檢測(cè)時(shí)，可檢測(cè)維氏硬度，其值換算成洛氏硬度后再作評(píng)判。洛氏硬度與維氏硬度的換算應(yīng)符合GB/T1172的規(guī)定。6.6.4檢測(cè)器具：洛氏硬度計(jì)或維氏硬度計(jì)。6.7涂層結(jié)合強(qiáng)度6.7.1劃痕法采用劃痕機(jī)按JB/T8554規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè)，在試驗(yàn)載荷為40N時(shí)，膜層不應(yīng)出現(xiàn)被劃穿透露出基體的現(xiàn)象。6.7.2壓痕法6.7.2.1壓痕法應(yīng)按下述進(jìn)行：6.7.2.2試樣表面粗糙度：Ra≤0.4μm；6.7.2.3采用洛氏硬度計(jì)（載荷60kg）按GB/T230.1規(guī)定的方法進(jìn)行試驗(yàn)，用金相顯微鏡（倍率100×)進(jìn)行觀察。6.7.3隨爐試樣6.7.3.1當(dāng)整體硬質(zhì)合金涂層刀具不便進(jìn)行上述檢測(cè)時(shí)，可使用硬質(zhì)合金隨爐試樣檢測(cè)。6.7.3.2隨爐試樣應(yīng)放置在與被涂層刀具同爐的有效涂層區(qū)域中，上、中、下位置各放一片。大小應(yīng)為不小于10mm×10mm×4mm的方塊，檢測(cè)面表面粗糙值Ra≤0.4μm。7檢驗(yàn)規(guī)則7.1檢驗(yàn)分類產(chǎn)品檢驗(yàn)分為出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。7.2組批出廠檢驗(yàn)7.3以同一工藝、同一原輔材料生產(chǎn)的同一規(guī)格產(chǎn)品為一組批。出廠檢驗(yàn)7.3.1庫(kù)存產(chǎn)品在出廠時(shí)都應(yīng)做出廠檢驗(yàn)，出廠檢驗(yàn)應(yīng)逐臺(tái)進(jìn)行。7.3.2出廠試驗(yàn)項(xiàng)目見(jiàn)表1。出廠試驗(yàn)的所有項(xiàng)目合格，方可出廠。7.4型式檢驗(yàn)7.4.1型式檢驗(yàn)項(xiàng)目包括本文件規(guī)定的全部項(xiàng)目。7.4.2型式檢驗(yàn)在下列情況之一時(shí)進(jìn)行：5——新產(chǎn)品或老產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)試制定型鑒定；——正式生產(chǎn)后，如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝或所用材料有較大改變可能影響產(chǎn)品性能時(shí)；——正常生產(chǎn)時(shí)每年至少進(jìn)行一次；——長(zhǎng)期停產(chǎn)后恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)；——出廠檢驗(yàn)結(jié)果與上次型式檢驗(yàn)有較大差異時(shí)；——國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)提出要求時(shí)。7.4.3型式檢驗(yàn)樣品應(yīng)從出廠檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品中隨機(jī)抽取。7.4.4在型式檢驗(yàn)中，如有任一臺(tái)項(xiàng)不合格，則從該批產(chǎn)品中加倍抽樣，進(jìn)行不合格及該項(xiàng)相關(guān)要求的重復(fù)試驗(yàn)，重復(fù)試驗(yàn)合格，則判該批產(chǎn)品符合本標(biāo)準(zhǔn)要求。如重復(fù)試驗(yàn)仍有任一臺(tái)項(xiàng)不合格，則判該批產(chǎn)品不合格。7.4.5型式檢驗(yàn)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法等見(jiàn)表1。表1檢驗(yàn)項(xiàng)目1√√2√√3√√4√√5√√6—√7—√7.5抽樣規(guī)則7.5.1抽樣方案應(yīng)按GB/T2828.1規(guī)定或約定檢驗(yàn)規(guī)定執(zhí)行。7.5.2在進(jìn)行批檢驗(yàn)時(shí)，批量為涂層刀具應(yīng)不少于500把，具體檢驗(yàn)水平由抽檢方規(guī)定，但每批抽樣數(shù)量不應(yīng)低于批量的3%。按系統(tǒng)抽樣從批中抽取作為樣本中的單位產(chǎn)品，抽樣間隔不小于20。7.5.3接收質(zhì)量限按抽檢方規(guī)定執(zhí)行，接收數(shù)與拒收數(shù)按GB/T2828.1中的規(guī)定。7.6判定規(guī)則7.6.1產(chǎn)品采取逐項(xiàng)考核，按項(xiàng)判定。7.6.2根據(jù)抽檢方規(guī)定的接收質(zhì)量限判定批是否合格。若批檢驗(yàn)不合格應(yīng)加倍復(fù)驗(yàn)，加倍復(fù)驗(yàn)結(jié)果均應(yīng)符合該項(xiàng)檢驗(yàn)規(guī)定。8標(biāo)志、使用說(shuō)明書(shū)、包裝、運(yùn)輸和貯存8.1標(biāo)志8.1.1出口產(chǎn)品的標(biāo)志應(yīng)按訂貨合同規(guī)定。8.1.2內(nèi)銷產(chǎn)品應(yīng)有如下標(biāo)志：a)產(chǎn)品名稱及型號(hào)規(guī)格；b)公司名稱和地址；c)商標(biāo)；d)出廠日期和批號(hào)；e)產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)（可標(biāo)注在使用說(shuō)明書(shū)或包裝箱上）。8.1.3包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示按GB/T