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金刚石和HIPIMS —— 让起飞更轻盈

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金刚石和HIPIMS —— 让起飞更轻盈
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轻质材料因其重量轻、强度高、稳定性好而备受赞誉。在加工领域,它们同样是真正的大腕明星。CemeCon优质涂层在确保最大工艺可靠性的同时,还实现最佳加工质量,以及钻削和铣削高硬度、高韧性特殊合金和飞机制造用复合材料的长期高效性。

当飞机在跑道上徐徐降落时,机身会承受轻微的震动。飞机在飞行过程中也会经历大量的抖动。实际上,如果坐在侧面座位上的乘客仔细观察翼尖时,就可以看到这种抖动。所以,飞机并不像我们乍一看那样僵硬,而是具有一定的弹力。实际上,它们从前到后的每一个部件、每一种材料都进行了精心的计算、设计和制造、装配,以确保机身具有足够的弹性。航空中使用的铝合金材料只含有一小部分硅的设计堪称完美,使得它们比汽车结构中使用的铝合金更具延展性,确保了材料对飞行期间由振动和振荡引起的恒定动态应力具备更高的耐受能力,保证了飞机在整个使用寿命期间的安全可靠性 –受欢迎的经典机型可以使用25年、60,000飞行小时并经历48,000次着陆,其实通常还可以持续更长时间。

通过低硅含量换取了合金中极高的纯铝含量。但在加工过程中,合金会变的很烫并趋于软化。因此,在铣削此类材料时必须时刻保持关注和警惕,任何一点的疏漏都会导致被加工材料堆积并“焊”到刀具上:被摩擦高温“液化”的切屑熔化后附着到刀具上、冷却并粘附——其粘接性能甚至远超出大多数粘合剂。“下一个切屑会在这个形成的积屑瘤上折断。这个力非常大,甚至可以轻松破坏常规涂层或硬质合金。”CemeCon刀具产品部经理Manfred Weigand,在解释冷焊是如何导致刀具报废时说。

最锋利的刀锋来自超薄、超级光滑的HIPIMS涂层

基于二硼化钛(TiB2)的AluCon®涂层对铝极低的亲和力,加工产生的切屑不会黏在涂层表面,而是像特氟龙煎锅中的煎饼一样轻盈地划过涂层,以最大的效率和最快的速度飞离加工表面。航空工业用延展铝的加工依赖于切削刃保持持久的锋利度,HiPIMS涂层以仅1-2μm的极低涂层厚度成为首选。HiPIMS-TiB2涂层无与伦比的密度和完美的附着力,使得AluCon® 涂层成为钛加工涂层刀具的理想选择。

在现代航空领域,铝和钛越来越多地和复合材料组合在一起,以夹层结构的方式构成碳纤维增强复合物。

铝和钛越来越多地用于现代飞机,它们与复合材料(夹层结构)一起使用构成碳纤维增强化合物。“在这样夹层结构的部件上钻孔,开始时材料表层呈现出多孔和高磨蚀的特性,接下来又展现出柔软和高延展性。这种加工性能的变化对刀具基材、切削刃几何形状和刀片涂层都提出了极高的求,” Weigand解释说,“对CFRP加工的最初构想是:使用CCDia®AeroSpeed® 刀具涂层为CFRP和铝的加工组合提供一个平衡的解决方案。”纳
米结晶金刚石表面非常光滑且具有化学惰性,保证了切削碎屑高效离开加工表面。由于CCDia®AeroSpeed® 刀具涂层的切削刃钝化远小于同等厚度的金刚石涂层,因此,该涂层的刀具能够保持极为锋利的状态。当从铝复合层内拔出钻头时,CCDia® Aero-Speed® 能够确保周圈毛刺小于0.1mm,这反过来又为飞机制造设定了一个通用标准。

CemeCon的多层金刚石涂层是CFRP /钛加工的理想解决方案。“目前的试验表明,我们将很快成为第一个能够以更经济的方式加工这种复合材料的公司,”Weigand满怀信心地展望未来。


赛利涂层技术有限公司苏州分公司

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