Správná příprava povrchu na malých kulatých nástrojích může zvýšit životnost nástroje, zkrátit doby obráběcích cyklů a zlepšit kvalitu obrobeného povrchu. Ale výběr správného povlaku nástroje pro vaše potřeby obrábění může být matoucí a pracný.
Každý povlak má při obrábění výhody i nevýhody. Pokud je zvolen nevhodný povlak, může to mít za následek nižší životnost nástroje než u nástroje bez povlaku a někdy dokonce způsobit více problémů než před povlakem.
Na výběr je mnoho druhů povlaků pro nástroje, včetně povlaků PVD, povlaků CVD a kompozitních povlaků, které střídavě potahují PVD a CVD atd. Tyto povlaky lze snadno získat od výrobců nástrojů nebo dodavatelů povlaků. Podlaha.
Tento článek stručně představí společné vlastnosti některých povlaků nástrojů a některé běžně používané možnosti povlakování PVD a CVD. Každá vlastnost povlaku hraje důležitou roli při určování, který povlak je nejvýhodnější pro operace řezání.
1 Vlastnosti povlaku
tvrdost
Vysoká tvrdost povrchu způsobená povlakem je jedním z nejlepších způsobů, jak zvýšit životnost nástroje. Obecně platí, že čím tvrdší materiál nebo povrch, tím déle nástroj vydrží.
Povlaky z nitridu karbidu titanu (TiCN) mají vyšší tvrdost než povlaky z nitridu titanu (TiN). V důsledku zvýšení obsahu uhlíku se tvrdost povlaku TiCN zvýšila o 33 procent a jeho tvrdost se pohybuje od cca Hv3000 do 4000 (v závislosti na výrobci).
Aplikace CVD diamantového povlaku s povrchovou tvrdostí až Hv9000 na řezné nástroje je poměrně vyspělá. Ve srovnání s řeznými nástroji s PVD povlakem se životnost řezných nástrojů s CVD diamantovým povlakem zvýšila 10 až 20krát. Vysoká tvrdost diamantového povlaku a schopnost zvýšit řeznou rychlost 2 až 3krát ve srovnání s nepovlakovanými nástroji z něj činí dobrou volbu pro řezání neželezných materiálů.
odolnost proti opotřebení
Odolnost proti oděru se týká schopnosti povlaku odolávat oděru. Zatímco některé materiály obrobků nemusí být samy o sobě příliš tvrdé, přidané prvky a procesy používané během výroby mohou způsobit vyštípnutí nebo otupení řezné hrany nástroje.
povrchová kluznost
Vysoký koeficient tření zvyšuje řezné teplo, což vede ke zkrácení životnosti povlaku a dokonce k selhání. Snížení koeficientu tření může výrazně prodloužit životnost nástroje. Jemný hladký nebo pravidelně strukturovaný povrch povlaku pomáhá snižovat řezné teplo, protože hladký povrch umožňuje třískám rychle sklouznout z čela čela, čímž se snižuje tvorba tepla. Nástroje s povlakem s lepší kluzností povrchu lze také obrábět při vyšších řezných rychlostech než nástroje bez povlaku, čímž se dále zabrání svařování materiálu obrobku za tepla.
oxidační teplota
Oxidační teplotou se rozumí teplota, při které se povlak začíná rozkládat. Čím vyšší je hodnota oxidační teploty, tím je výhodnější pro řezání za vysokých teplot. I když tvrdost povlaku TiAlN při pokojové teplotě může být nižší než tvrdost povlaku TiCN, ukázalo se, že je mnohem účinnější než TiCN při vysokoteplotním zpracování. Přidejte WeChat: Yuki7557 a pošlete kopii výukového programu pro makro program. Důvodem, proč si povlak TiAlN může stále zachovat svou tvrdost při vysokých teplotách, je to, že se mezi nástrojem a třískou může vytvořit vrstva oxidu hlinitého. Vrstva oxidu hlinitého může přenášet teplo z nástroje na obrobek nebo třísky. Karbidové nástroje mají obvykle vyšší řezné rychlosti ve srovnání s nástroji z rychlořezné oceli, díky čemuž je TiAlN povlakem volby pro karbidové nástroje. Tvrdokovové vrtáky a stopkové frézy často obsahují tento povlak PVD TiAlN.
Antiadhezní
Antiadhezní vlastnost povlaku zabraňuje nebo zmírňuje chemickou reakci mezi nástrojem a zpracovávaným materiálem a zabraňuje usazování materiálu obrobku na nástroji.
Při obrábění neželezných kovů (jako je hliník, mosaz atd.) se na nástroji často vyskytuje nános břitu (BUE), který může způsobit vylamování nástroje nebo netolerované rozměry obrobku. Jakmile obráběný materiál začne ulpívat na nástroji, adheze se dále rozšiřuje.
Při zpracování hliníkového obrobku tvářecím závitníkem se hliník přilnutý k závitníku po opracování každého otvoru zvětší, takže průměr závitníku se nakonec příliš zvětší, což způsobí, že velikost obrobku bude mimo toleranci a sešrotuje. Povlaky s dobrými antiadhezivními vlastnostmi fungují dobře i v situacích obrábění, kde jsou vlastnosti chladicí kapaliny špatné nebo nedostatečně koncentrované.
2 Běžně používané nátěry
1 povlak z nitridu titanu (TiN)
TiN je PVD povlak pro všeobecné použití, který zvyšuje tvrdost nástroje a má vyšší oxidační teplotu. Povlak lze použít pro řezné nástroje z rychlořezné oceli nebo tvářecí nástroje pro dosažení velmi dobrých výsledků zpracování.
2 povlak z nitridu karbidu titanu (TiCN)
Uhlíkový prvek přidaný do povlaku TiCN může zvýšit tvrdost nástroje a získat lepší kluznost povrchu, což je ideální povlak pro nástroje z rychlořezné oceli.
3 Povlak dusík-hliník-titan nebo dusík-titan-hliník (TiAlN/AlTiN)
Vrstva oxidu hlinitého vytvořená v povlaku TiAlN/AlTiN může účinně zlepšit životnost nástroje při vysokoteplotním obrábění. Tento povlak lze zvolit pro nástroje ze slinutého karbidu, které se používají hlavně při suchém nebo polosuchém řezání. V závislosti na poměru hliníku a titanu obsaženého v povlaku mohou povlaky AlTiN poskytovat vyšší tvrdost povrchu než povlaky TiAlN, takže jde o další životaschopnou možnost povlakování pro vysokorychlostní obrábění.
4 povlak z nitridu chromu hliníku (AlCrN)
Dobré protispékavé vlastnosti povlaku AlCrN z něj činí povlak volby při zpracování náchylném k tvorbě nánosů. Výkonnost obrábění řezných nástrojů a tvářecích nástrojů z rychlořezné oceli nebo tvrdokovu se po aplikaci tohoto téměř neviditelného povlaku výrazně zlepší.
5 Diamantový povlak (Diamant)
Diamantový povlak CVD může poskytnout nejlepší výkon pro nástroje na zpracování neželezných kovů a je ideálním povlakem pro zpracování grafitu, kompozitů s kovovou matricí (MMC), slitin hliníku s vysokým obsahem křemíku a mnoha dalších vysoce abrazivních materiálů (Poznámka: čistý diamantový povlak Řezný nástroj nelze použít ke zpracování ocelových dílů, protože obrábění ocelových dílů bude generovat velké řezné teplo a způsobit chemickou reakci, která zničí adhezní vrstvu mezi povlakem a nástrojem).
Existují různé povlaky pro tvrdé frézování, závitování a vrtání, z nichž každý má své specifické použití. Kromě toho jsou k dispozici i vícevrstvé povlaky, které mají mezi povrchovou vrstvou a substrátem nástroje zapuštěny další povlaky, které mohou životnost nástroje ještě zvýšit.
3 Úspěšná aplikace nátěru
Dosažení nákladově efektivní aplikace povlaku může záviset na mnoha faktorech, ale obvykle existuje pouze jedna nebo několik schůdných možností povlakování pro každou konkrétní aplikaci.
Správná volba povlaku a jeho vlastností může znamenat rozdíl mezi znatelným zlepšením zpracovatelnosti a malým nebo žádným zlepšením. Hloubka řezu, řezná rychlost a chladicí kapalina mohou mít vliv na to, jak dobře je nanášen povlak nástroje.
Vzhledem k mnoha proměnným, které existují při obrábění materiálu obrobku, je jedním z nejlepších způsobů, jak určit, který povlak zvolit, zkušební řezání. Dodavatelé povlaků neustále vyvíjejí další nové povlaky, aby dále zlepšili odolnost povlaku vůči vysokým teplotám, odolnost proti tření a odolnost proti opotřebení. Vždy je dobré spolupracovat s výrobci povlaků (nástrojů) na ověření nejnovějších a nejlepších povlaků nástrojů pro obráběcí aplikace.
