Правилната подготовка на повърхността на малки кръгли инструменти може да увеличи живота на инструмента, да намали времената на цикъла на обработка и да подобри качеството на обработената повърхност. Но изборът на правилното покритие на инструмента за вашите нужди от обработка може да бъде объркващо и трудоемко.
Всяко покритие има както предимства, така и недостатъци при машинната обработка. Ако е избрано неподходящо покритие, това може да доведе до по-нисък живот на инструмента в сравнение с инструмент без покритие и понякога дори да причини повече проблеми, отколкото преди покритието.
Има много видове покрития за инструменти, от които да избирате, включително PVD покрития, CVD покрития и композитни покрития, които последователно покриват PVD и CVD и т.н. Тези покрития могат лесно да бъдат получени от производители на инструменти или доставчици на покрития. Етаж.
Тази статия ще представи накратко общите свойства на някои покрития на инструменти и някои често използвани опции за PVD и CVD покрития. Всяко свойство на покритието играе важна роля при определянето кое покритие е най-полезно за операциите по рязане.
1 Свойства на покритието
твърдост
Високата твърдост на повърхността, получена от покритието, е един от най-добрите начини за увеличаване на живота на инструмента. Като цяло, колкото по-твърд е материалът или повърхността, толкова по-дълго ще издържи инструментът.
Покритията от титанов карбид нитрид (TiCN) имат по-висока твърдост от покритията от титанов нитрид (TiN). Поради увеличаването на съдържанието на въглерод, твърдостта на TiCN покритието се увеличава с 33 процента, а твърдостта му варира от около Hv3000 до 4000 (в зависимост от производителя).
Прилагането на CVD диамантено покритие с повърхностна твърдост до Hv9000 върху режещи инструменти е сравнително зряло. В сравнение с режещите инструменти с PVD покритие, животът на режещите инструменти с CVD диамантено покритие се е увеличил от 10 до 20 пъти. Високата твърдост на диамантеното покритие и възможността за увеличаване на скоростта на рязане от 2 до 3 пъти в сравнение с инструменти без покритие го правят добър избор за рязане на цветни материали.
износоустойчивост
Устойчивостта на абразия се отнася до способността на покритието да издържа на абразия. Въпреки че някои материали за детайли може да не са прекалено твърди сами по себе си, добавените елементи и процесите, използвани по време на производството, могат да доведат до начупване или затъпяване на режещия ръб на инструмента.
повърхностна смазка
Високият коефициент на триене увеличава топлината при рязане, което води до скъсяване на живота на покритието и дори до повреда. Намаляването на коефициента на триене може значително да удължи живота на инструмента. Повърхността с фино гладко или редовно текстурирано покритие помага за намаляване на топлината при рязане, тъй като гладката повърхност позволява на стружките бързо да се плъзгат от наклонената повърхност, намалявайки генерирането на топлина. Покритите инструменти с по-добро повърхностно смазване могат също да се обработват при по-високи скорости на рязане, отколкото непокритите инструменти, като допълнително се избягва горещо заваряване с материала на детайла.
температура на окисление
Температурата на окисление се отнася до температурната стойност, при която покритието започва да се разлага. Колкото по-висока е стойността на температурата на окисление, толкова по-благоприятна е тя за рязане при условия на висока температура. Въпреки че твърдостта при стайна температура на TiAlN покритието може да е по-ниска от тази на TiCN покритието, то е доказано, че е много по-ефективно от TiCN при високотемпературна обработка. Добавете WeChat: Yuki7557, за да изпратите копие от урока за програмата за макроси. Причината, поради която покритието TiAlN все още може да запази своята твърдост при високи температури, е, че може да се образува слой от алуминиев оксид между инструмента и чипа. Слоят от алуминиев оксид може да пренася топлина от инструмента към детайла или стружките. Твърдосплавните инструменти обикновено имат по-високи скорости на рязане в сравнение с инструментите от бързорежеща стомана, което прави TiAlN избраното покритие за твърдосплавни инструменти. Твърдосплавните свредла и челните фрези често имат това PVD TiAlN покритие.
Антиадхезия
Антиадхезионното свойство на покритието предотвратява или смекчава химическата реакция между инструмента и обработвания материал, като избягва отлагането на материал на детайла върху инструмента.
При обработка на цветни метали (като алуминий, месинг и т.н.), на инструмента често се появява натрупан ръб (BUE), който може да причини отчупване на инструмента или размери на детайла извън допустимите отклонения. След като обработваният материал започне да се придържа към инструмента, адхезията продължава да се разширява.
Когато обработвате алуминиев детайл с формовъчен метчик, алуминият, залепен за метчика, ще се увеличи след обработването на всеки отвор, така че накрая диаметърът на метчика става твърде голям, което води до излизане на размера на детайла извън толеранса и бракуване. Покритията с добри антислепващи свойства работят добре дори при машинни ситуации, при които свойствата на охлаждащата течност са лоши или недостатъчно концентрирани.
2 Често използвани покрития
1 Покритие от титанов нитрид (TiN)
TiN е PVD покритие с общо предназначение, което увеличава твърдостта на инструмента и има по-висока температура на окисление. Покритието може да се използва за режещи инструменти за високоскоростна стомана или инструменти за формоване, за да се получат много добри резултати при обработката.
2 Покритие от титанов карбид нитрид (TiCN)
Въглеродният елемент, добавен в покритието TiCN, може да увеличи твърдостта на инструмента и да получи по-добро смазване на повърхността, което е идеално покритие за инструменти от високоскоростна стомана.
3 Покритие азот-алуминий-титан или азот-титан-алуминий (TiAlN/AlTiN)
Слоят от алуминиев оксид, образуван в покритието TiAlN/AlTiN, може ефективно да подобри живота на инструмента при обработка при висока температура. Това покритие може да бъде избрано за инструменти от твърд сплав, използвани главно за сухо или полусухо рязане. В зависимост от съотношението на алуминий и титан, съдържащо се в покритието, AlTiN покритията могат да осигурят по-висока повърхностна твърдост от TiAlN покритията, така че това е друга жизнеспособна опция за покритие за високоскоростна обработка.
4 Покритие от хром-алуминиев нитрид (AlCrN)
Добрите свойства против слепване на AlCrN покритието го правят избраното покритие при обработка, склонна към натрупване на ръбове. Производителността на машинната обработка на режещите инструменти и инструментите за формоване от бързорежеща стомана или карбид ще бъде значително подобрена след прилагането на това почти невидимо покритие.
5 Диамантено покритие (Диамант)
CVD диамантеното покритие може да осигури най-доброто представяне за инструменти за обработка на цветни метални материали и е идеално покритие за обработка на графит, метални матрични композити (MMC), алуминиеви сплави с високо съдържание на силиций и много други силно абразивни материали (Забележка: чисто диамантено покритие Режещият инструмент не може да се използва за обработка на стоманени части, тъй като механичната обработка на стоманени части ще генерира много топлина при рязане и ще предизвика химическа реакция, която ще разруши адхезионния слой между покритието и инструмента).
Има различни покрития за твърдо фрезоване, нарязване и пробиване, всяко със свое специфично приложение. Освен това се предлагат и многослойни покрития, които имат други покрития, вградени между повърхностния слой и основата на инструмента, което може допълнително да увеличи експлоатационния живот на инструмента.
3 Успешно нанасяне на покритието
Постигането на рентабилно нанасяне на покритие може да зависи от много фактори, но обикновено има само една или няколко жизнеспособни опции за покритие за всяко конкретно приложение на обработка.
Правилният избор на покритие и неговите свойства може да означава разликата между забележимо подобрение в обработваемостта и малко или никакво подобрение. Дълбочината на рязане, скоростта на рязане и охлаждащата течност могат да окажат влияние върху това колко добре е нанесено покритието на инструмента.
Поради многото променливи, които съществуват при обработката на материала на детайла, един от най-добрите начини да се определи кое покритие да се избере е чрез пробно рязане. Доставчиците на покрития непрекъснато разработват повече нови покрития, за да подобрят допълнително устойчивостта на покритието при висока температура, устойчивостта на триене и устойчивостта на износване. Винаги е добре да работите с производители на покрития (инструменти), за да валидирате най-новите и най-добрите покрития за инструменти за машинни приложения.
