Właściwe przygotowanie powierzchni małych okrągłych narzędzi może wydłużyć żywotność narzędzia, skrócić czas cyklu obróbki i poprawić jakość obrabianej powierzchni. Jednak wybór odpowiedniej powłoki narzędzia do potrzeb obróbki może być mylący i pracochłonny.
Każda powłoka ma zarówno zalety, jak i wady w obróbce skrawaniem. Jeśli zostanie wybrana niewłaściwa powłoka, może to spowodować krótszą żywotność narzędzia niż narzędzia niepowlekanego, a czasem nawet spowodować więcej problemów niż przed pokryciem.
Istnieje wiele rodzajów powłok narzędzi do wyboru, w tym powłoki PVD, powłoki CVD i powłoki kompozytowe, które naprzemiennie pokrywają PVD i CVD itp. Powłoki te można łatwo uzyskać od producentów narzędzi lub dostawców powłok. Podłoga.
W tym artykule krótko przedstawimy wspólne właściwości niektórych powłok narzędzi oraz niektóre powszechnie stosowane opcje powlekania PVD i CVD. Każda właściwość powłoki odgrywa ważną rolę w określeniu, która powłoka jest najbardziej korzystna dla operacji skrawania.
1 Właściwości powłoki
twardość
Wysoka twardość powierzchni spowodowana powłoką jest jednym z najlepszych sposobów na zwiększenie trwałości narzędzia. Ogólnie rzecz biorąc, im twardszy materiał lub powierzchnia, tym dłużej narzędzie będzie działać.
Powłoki z azotku węglika tytanu (TiCN) mają wyższą twardość niż powłoki z azotku tytanu (TiN). Dzięki zwiększeniu zawartości węgla twardość powłoki TiCN wzrasta o 33 procent, a jej twardość waha się od około Hv3000 do 4000 (w zależności od producenta).
Stosowanie powłoki diamentowej CVD o twardości powierzchni dochodzącej do Hv9000 na narzędziach skrawających było stosunkowo dojrzałe. W porównaniu z narzędziami skrawającymi z powłoką PVD, żywotność narzędzi skrawających z powłoką diamentową CVD wzrosła od 10 do 20 razy. Wysoka twardość powłoki diamentowej oraz możliwość 2-3 krotnego zwiększenia prędkości skrawania w porównaniu z narzędziami niepowlekanymi sprawiają, że jest to dobry wybór do cięcia materiałów nieżelaznych.
odporność na zużycie
Odporność na ścieranie odnosi się do zdolności powłoki do przeciwstawiania się ścieraniu. Chociaż niektóre materiały przedmiotu obrabianego mogą same w sobie nie być zbyt twarde, dodane elementy i procesy stosowane podczas produkcji mogą powodować wykruszanie lub stępienie krawędzi skrawającej narzędzia.
smarowność powierzchni
Wysoki współczynnik tarcia zwiększa ciepło skrawania, co prowadzi do skrócenia trwałości powłoki, a nawet uszkodzenia. Zmniejszenie współczynnika tarcia może znacznie wydłużyć żywotność narzędzia. Drobno gładka lub o regularnej teksturze powierzchnia powłoki pomaga zredukować ciepło skrawania, ponieważ gładka powierzchnia umożliwia szybkie zsuwanie się wiórów z powierzchni natarcia, zmniejszając wytwarzanie ciepła. Narzędzia powlekane o lepszej smarowności powierzchni mogą być również obrabiane przy wyższych prędkościach skrawania niż narzędzia niepowlekane, co dodatkowo pozwala uniknąć spawania na gorąco z materiałem obrabianym.
temperatura utleniania
Temperatura utleniania odnosi się do wartości temperatury, w której powłoka zaczyna się rozkładać. Im wyższa wartość temperatury utleniania, tym korzystniejsze jest cięcie w warunkach wysokiej temperatury. Chociaż twardość powłoki TiAlN w temperaturze pokojowej może być niższa niż twardość powłoki TiCN, udowodniono, że jest ona znacznie bardziej skuteczna niż TiCN w obróbce wysokotemperaturowej. Dodaj WeChat: Yuki7557, aby wysłać kopię samouczka programu makr. Powodem, dla którego powłoka TiAlN może nadal utrzymywać swoją twardość w wysokich temperaturach, jest to, że między narzędziem a wiórem może powstać warstwa tlenku glinu. Warstwa tlenku glinu może przenosić ciepło z narzędzia na przedmiot obrabiany lub wióry. Narzędzia z węglików spiekanych mają zwykle wyższe prędkości skrawania w porównaniu z narzędziami ze stali szybkotnącej, co sprawia, że TiAlN jest preferowaną powłoką dla narzędzi z węglików spiekanych. Wiertła i frezy walcowo-czołowe z węglików spiekanych często posiadają tę powłokę PVD TiAlN.
Antyadhezyjny
Właściwości antyadhezyjne powłoki zapobiegają lub łagodzą reakcję chemiczną między narzędziem a obrabianym materiałem, unikając osadzania się materiału przedmiotu obrabianego na narzędziu.
Podczas obróbki metali nieżelaznych (takich jak aluminium, mosiądz itp.) na narzędziu często pojawia się narost (BUE), który może powodować wykruszanie się narzędzia lub wymiary przedmiotu obrabianego poza tolerancją. Gdy obrabiany materiał zaczyna przylegać do narzędzia, przyczepność nadal się rozszerza.
Podczas obróbki aluminiowego przedmiotu obrabianego za pomocą gwintownika formującego, aluminium przylegające do gwintownika będzie się zwiększać po obróbce każdego otworu, tak że średnica gwintownika staje się na końcu zbyt duża, co powoduje, że rozmiar przedmiotu obrabianego jest poza tolerancją i złomowany. Powłoki o dobrych właściwościach antyadhezyjnych sprawdzają się nawet w sytuacjach obróbki skrawaniem, w których chłodziwo jest słabe lub niewystarczająco skoncentrowane.
2 Powszechnie stosowane powłoki
1 Powłoka z azotku tytanu (TiN)
TiN to uniwersalna powłoka PVD, która zwiększa twardość narzędzia i ma wyższą temperaturę utleniania. Powłoka może być stosowana na narzędzia skrawające ze stali szybkotnącej lub narzędzia formujące w celu uzyskania bardzo dobrych wyników obróbki.
2 Powłoka z azotku węglika tytanu (TiCN)
Pierwiastek węglowy dodany w powłoce TiCN może zwiększyć twardość narzędzia i uzyskać lepszą smarowność powierzchni, co jest idealną powłoką dla narzędzi ze stali szybkotnącej.
3 Powłoka azotowo-glinowo-tytanowa lub azotowo-tytanowo-aluminiowa (TiAlN/AlTiN)
Warstwa tlenku glinu utworzona w powłoce TiAlN/AlTiN może skutecznie poprawić żywotność narzędzia w obróbce wysokotemperaturowej. Powłokę tę można wybrać do narzędzi z węglików spiekanych stosowanych głównie do obróbki na sucho lub półsucho. W zależności od stosunku aluminium i tytanu zawartego w powłoce, powłoki AlTiN mogą zapewniać wyższą twardość powierzchni niż powłoki TiAlN, dlatego jest to kolejna opłacalna opcja powlekania do obróbki z dużymi prędkościami.
4 Powłoka z azotku chromowo-aluminiowego (AlCrN)
Dobre właściwości przeciwzbrylające powłoki AlCrN sprawiają, że jest to powłoka z wyboru w obróbce podatnej na narosty na krawędzi. Wydajność obróbki skrawaniem narzędzi skrawających ze stali szybkotnącej lub węglików spiekanych oraz narzędzi do formowania zostanie znacznie poprawiona po nałożeniu tej prawie niewidocznej powłoki.
5 Powłoka diamentowa (diament)
Powłoka diamentowa CVD może zapewnić najlepszą wydajność narzędzi do obróbki materiałów z metali nieżelaznych i jest idealną powłoką do obróbki grafitu, kompozytów z metalową osnową (MMC), stopów aluminium o wysokiej zawartości krzemu i wielu innych wysoce ściernych materiałów (Uwaga: czysta powłoka diamentowa Narzędzie skrawające nie może być używane do obróbki części stalowych, ponieważ obróbka części stalowych będzie generować duże ciepło skrawania i powodować reakcję chemiczną, która zniszczy warstwę adhezyjną między powłoką a narzędziem).
Istnieją różne powłoki do twardego frezowania, gwintowania i wiercenia, z których każda ma swoje specyficzne zastosowanie. Ponadto dostępne są również powłoki wielowarstwowe, które mają inne powłoki osadzone między warstwą wierzchnią a podłożem narzędzia, co może dodatkowo wydłużyć żywotność narzędzia.
3 Pomyślne nałożenie powłoki
Osiągnięcie opłacalnego zastosowania powłoki może zależeć od wielu czynników, ale zwykle istnieje tylko jedna lub kilka opłacalnych opcji powlekania dla każdego konkretnego zastosowania.
Właściwy dobór powłoki i jej właściwości może oznaczać różnicę między zauważalną poprawą przetwarzalności a niewielką poprawą lub jej brakiem. Głębokość skrawania, prędkość skrawania i chłodziwo mogą mieć wpływ na jakość nakładania powłoki narzędzia.
Ze względu na wiele zmiennych występujących podczas obróbki materiału przedmiotu obrabianego, jednym z najlepszych sposobów określenia, którą powłokę wybrać, jest cięcie próbne. Dostawcy powłok stale opracowują nowe powłoki, aby jeszcze bardziej poprawić ich odporność na wysokie temperatury, odporność na tarcie i zużycie. Zawsze dobrze jest współpracować z producentami powłok (narzędzi), aby zweryfikować najnowsze i najlepsze powłoki narzędzi do zastosowań w obróbce skrawaniem.
