Правильна підготовка поверхні невеликих круглих інструментів може збільшити термін служби інструменту, скоротити час циклу обробки та покращити якість обробленої поверхні. Але вибір правильного покриття інструменту для ваших потреб обробки може бути заплутаним і трудомістким.
Кожне покриття має як переваги, так і недоліки при механічній обробці. Якщо вибрано невідповідне покриття, це може призвести до нижчого терміну служби інструменту, ніж інструмент без покриття, а іноді навіть створити більше проблем, ніж до покриття.
Існує багато видів покриттів для інструментів на вибір, у тому числі PVD-покриття, CVD-покриття та композитні покриття, які по черзі покривають PVD та CVD тощо. Ці покриття можна легко придбати у виробників інструментів або постачальників покриттів. поверх.
У цій статті коротко представлено загальні властивості деяких покриттів для інструментів і деякі варіанти покриттів PVD і CVD, які зазвичай використовуються. Кожна властивість покриття відіграє важливу роль у визначенні того, яке покриття є найбільш вигідним для операцій різання.
1 Властивості покриття
твердість
Висока поверхнева твердість, яку забезпечує покриття, є одним із найкращих способів збільшити термін служби інструменту. Загалом, чим твердіший матеріал або поверхня, тим довше прослужить інструмент.
Покриття з нітриду карбіду титану (TiCN) мають вищу твердість, ніж покриття з нітриду титану (TiN). Завдяки збільшенню вмісту вуглецю твердість покриття TiCN збільшується на 33 відсотки, а його твердість становить приблизно від Hv3000 до 4000 (залежно від виробника).
Застосування CVD алмазного покриття з поверхневою твердістю до Hv9000 на різальних інструментах є відносно зрілим. Порівняно з різальними інструментами з PVD-покриттям термін служби ріжучих інструментів з алмазним покриттям CVD збільшився в 10-20 разів. Висока твердість алмазного покриття і здатність збільшити швидкість різання в 2-3 рази в порівнянні з інструментами без покриття роблять його хорошим вибором для різання кольорових матеріалів.
зносостійкість
Стійкість до стирання означає здатність покриття протистояти стиранню. Хоча деякі матеріали заготовки можуть бути не надто твердими самі по собі, додані елементи та процеси, що використовуються під час виробництва, можуть спричинити сколювання або затуплення ріжучої кромки інструменту.
поверхнева змащувальна здатність
Високий коефіцієнт тертя збільшує нагрівання різання, що призводить до скорочення терміну служби покриття та навіть його руйнування. Зниження коефіцієнта тертя може значно продовжити термін служби інструменту. Тонка гладка або рівномірно текстурована поверхня допомагає зменшити тепло при різанні, оскільки гладка поверхня дозволяє стружці швидко зісковзувати з передньої поверхні, зменшуючи виділення тепла. Інструменти з покриттям із кращою поверхневою змащувальною здатністю також можна обробляти на вищих швидкостях різання, ніж інструменти без покриття, уникаючи гарячого зварювання матеріалу заготовки.
температура окислення
Температура окислення означає значення температури, при якій покриття починає розкладатися. Чим вище значення температури окислення, тим сприятливіше для різання в умовах високої температури. Незважаючи на те, що твердість покриття TiAlN при кімнатній температурі може бути нижчою, ніж покриття TiCN, було доведено, що воно набагато ефективніше, ніж TiCN, при обробці при високій температурі. Додайте WeChat: Yuki7557, щоб надіслати копію посібника з програми макросів. Причина, чому покриття TiAlN все ще може зберігати свою твердість при високих температурах, полягає в тому, що між інструментом і чіпом може утворюватися шар оксиду алюмінію. Шар оксиду алюмінію може передавати тепло від інструмента до заготовки або стружки. Твердосплавні інструменти зазвичай мають вищу швидкість різання порівняно з інструментами зі швидкорізальної сталі, що робить покриття TiAlN вибором для твердосплавних інструментів. Твердосплавні свердла та кінцеві фрези часто мають це PVD-покриття TiAlN.
Протизлипання
Антиадгезійна властивість покриття запобігає або пом’якшує хімічну реакцію між інструментом і матеріалом, що обробляється, уникаючи відкладення матеріалу заготовки на інструменті.
Під час обробки кольорових металів (таких як алюміній, латунь тощо) на інструменті часто з’являється нарощена кромка (BUE), яка може спричинити відколи інструменту або розміри заготовки поза допуском. Як тільки оброблюваний матеріал починає прилипати до інструменту, адгезія продовжує розширюватися.
Під час обробки алюмінієвої заготовки за допомогою формувального мітчика алюміній, що прилип до мітчика, буде збільшуватися після обробки кожного отвору, так що діаметр мітчика стає занадто великим у кінці, що призводить до того, що розмір заготовки виходить за межі допуску та вибраковується. Покриття з хорошими антиадгезивними властивостями добре працюють навіть у ситуаціях обробки, коли властивості охолоджуючої рідини є поганими або недостатньо концентрованими.
2 Зазвичай використовувані покриття
1 Покриття з нітриду титану (TiN)
TiN — це PVD покриття загального призначення, яке підвищує твердість інструменту та має вищу температуру окислення. Покриття можна використовувати для інструментів для різання швидкорізальної сталі або формувальних інструментів для отримання дуже хороших результатів обробки.
2 Покриття з нітриду карбіду титану (TiCN)
Вуглецевий елемент, доданий до покриття TiCN, може підвищити твердість інструменту та отримати кращу змащувальну здатність поверхні, що є ідеальним покриттям для інструментів із швидкорізальної сталі.
3 Покриття азот-алюміній-титан або азот-титан-алюміній (TiAlN/AlTiN)
Шар оксиду алюмінію, сформований у покритті TiAlN/AlTiN, може ефективно покращити термін служби інструменту при обробці при високій температурі. Це покриття можна вибрати для інструментів з твердого сплаву, які в основному використовуються для сухого або напівсухого різання. Залежно від співвідношення алюмінію та титану, що міститься в покритті, покриття AlTiN можуть забезпечити вищу твердість поверхні, ніж покриття TiAlN, тому це ще один життєздатний варіант покриття для високошвидкісної обробки.
4 Покриття нітриду алюмінію хрому (AlCrN)
Хороші властивості покриття AlCrN проти злежування роблять його найкращим покриттям для обробки країв, схильних до налипання. Продуктивність обробки швидкорізальної сталі або твердосплавних ріжучих інструментів і формувальних інструментів буде значно покращена після нанесення цього майже невидимого покриття.
5 Алмазне покриття (Diamond)
CVD-алмазне покриття може забезпечити найкращу продуктивність інструментів для обробки кольорових металів і є ідеальним покриттям для обробки графіту, композитів з металевою матрицею (MMC), алюмінієвих сплавів з високим вмістом кремнію та багатьох інших високоабразивних матеріалів (Примітка: чисте алмазне покриття Ріжучий інструмент не можна використовувати для обробки сталевих деталей, оскільки механічна обробка сталевих деталей виділяє багато тепла різання та викликає хімічну реакцію, яка руйнує адгезійний шар між покриттям та інструментом).
Існують різні покриття для жорсткого фрезерування, нарізання різьби та свердління, кожне з яких має своє особливе застосування. Крім того, також доступні багатошарові покриття, які мають інші покриття, вбудовані між поверхневим шаром і підкладкою інструменту, що може додатково збільшити термін служби інструменту.
3 Успішне нанесення покриття
Досягнення рентабельного нанесення покриття може залежати від багатьох факторів, але зазвичай існує лише один або кілька життєздатних варіантів покриття для кожного конкретного застосування обробки.
Правильний вибір покриття та його властивостей може означати різницю між помітним покращенням технологічності та незначним покращенням або його відсутністю. Глибина різання, швидкість різання та охолоджувальна рідина можуть впливати на те, наскільки добре наноситься покриття інструменту.
Через багато змінних, які існують під час обробки матеріалу заготовки, одним із найкращих способів визначити, яке покриття вибрати, є пробне різання. Постачальники покриттів постійно розробляють нові покриття для подальшого покращення стійкості покриття до високих температур, тертя та зносостійкості. Завжди корисно співпрацювати з виробниками покриттів (інструментів), щоб перевірити найновіші та найкращі покриття інструментів для застосування в обробці.
