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成刀具與工件間致命之化學反應，磨蝕經常是刀具 關鍵詞 切削過程之一部分，於切削時，刀具常與工件接 ‧凹陷磨耗 Crater Wear 觸，有時壓力超過2,000psi；此外，不同程度之熱與 機械振動也會導致磨損，刀具之快速加熱與冷切常 ‧熱變形 Thermal Deformation ‧熱 裂 Thermal Cracking見於銑削，鑲刃於切削時會升溫，移除時會冷卻， 亀 銑削之機械振動、機械斷續車削加工也是破損因 ‧深切凹口 Depth of Cut Notching ‧擴散磨損 Diffusion Wear 素。 ‧黏 磨損 Adhesion Wear 着 刀具磨損過程 前言 刀具磨損隨時間之變化一般可分為三個階段： 刀具壽命可長可短，可具高產率，也可能無效 一、初期磨損 率，在金屬切削過程中，與被切削物接觸之刀具表 如圖一之AB段所示，此段磨損較速，因為刀 面易逐漸被磨損，當磨損發展到一定程度時，刀具 具讓面微觀粗糙不平，於切削初期讓面接近刀尖及 便喪失繼續切削之能力，刀具磨損過快必然增加刀 切削刃口處應力較集中，於切削力作用下微觀突起 具消耗，影響加工品質，降低生產速率，且使加工 先被磨平，隨之讓面被磨出一磨損帶，此後壓力減 成本提高。了解金屬加工切削力之基本特性，則可 少，磨損速度趨於穩定。 控制刀具磨耗與破損，進而利用金屬加工技術增進 刀具壽命與產率。金屬加工切削時，刀具須耐高 二、正常磨損 熱、高壓、磨蝕與熱衝擊，刀具刃口溫度可能超過 如圖一曲線之BC段，於此階段，刀具讓面磨 1800℉，高溫易使刀具黏結劑及組成物劣化，也造 損寬度隨切削時間增長而均勻增加，磨損狀況較穩 │ │2007.06 │155 定，此階段為刀具加工之有效期，刀具應在此範圍 之硬質膜很容易平衡其 性與硬度，可微調基材與 靭 內使用，正常磨損階段曲線基本上屬線性，直線斜 鍍層間之元素成分，將耐衝擊性高鈷基材與耐磨耗 率代表磨損率，此斜率代表刀具切削性能之重要指 硬質膜，如TiN或Al 2O3，組合，切削刃口因鈷富化 標。 而增加 性，而其餘部分仍保持硬度。化學氣相蒸 靭 鍍(CVD)製程可有效應用於刀具，CVD高溫製程易 三、劇烈磨損 使刀具刃口強度劣化，物理氣相蒸鍍(PVD)及中溫 圖一曲線中CD段代表刀具磨損過程進入劇烈 CV