Korrekt overfladeforberedelse på små runde værktøjer kan øge værktøjets levetid, reducere bearbejdningscyklustider og forbedre bearbejdet overfladekvalitet. Men at vælge den rigtige værktøjsbelægning til dine bearbejdningsbehov kan være forvirrende og arbejdskrævende.
Hver belægning har både fordele og ulemper ved bearbejdning. Hvis der vælges en uhensigtsmæssig belægning, kan det resultere i en kortere værktøjslevetid end et ubelagt værktøj, og nogle gange endda give flere problemer end før belægningen.
Der er mange slags værktøjsbelægninger at vælge imellem, herunder PVD-belægninger, CVD-belægninger og kompositbelægninger, der skiftevis belægger PVD og CVD osv. Disse belægninger kan nemt fås fra værktøjsproducenter eller belægningsleverandører. Etage.
Denne artikel vil kort introducere de fælles egenskaber for nogle værktøjsbelægninger og nogle almindeligt anvendte PVD- og CVD-belægningsmuligheder. Hver egenskab ved belægningen spiller en vigtig rolle i at bestemme, hvilken belægning der er mest fordelagtig til skæreoperationer.
1 Belægningens egenskaber
hårdhed
Den høje overfladehårdhed forårsaget af belægningen er en af de bedste måder at øge værktøjets levetid på. Generelt gælder det, at jo hårdere materialet eller overfladen er, jo længere vil værktøjet holde.
Titaniumcarbidnitrid (TiCN) belægninger har højere hårdhed end titaniumnitrid (TiN) belægninger. På grund af stigningen i kulstofindholdet øges hårdheden af TiCN-belægningen med 33 procent, og dens hårdhed varierer fra omkring Hv3000 til 4000 (afhængigt af producenten).
Påføringen af CVD diamantbelægning med en overfladehårdhed så høj som Hv9000 på skærende værktøjer har været relativt moden. Sammenlignet med PVD-belægningsskæreværktøjer er levetiden for CVD-diamantbelægningsskæreværktøjer øget med 10 til 20 gange. Den høje hårdhed af diamantbelægning og evnen til at øge skærehastigheden med 2 til 3 gange sammenlignet med ubelagte værktøjer gør det til et godt valg til skæring af ikke-jernholdige materialer.
Modstandsdygtighed
Slidstyrke refererer til en belægnings evne til at modstå slid. Mens nogle emnematerialer måske ikke er for hårde i sig selv, kan tilføjede elementer og processer, der bruges under produktionen, få værktøjets skærkant til at blive skåret eller sløv.
overflade smøreevne
En høj friktionskoefficient øger skærevarmen, hvilket fører til forkortet belægningslevetid og endda fejl. Reduktion af friktionskoefficienten kan i høj grad forlænge værktøjets levetid. En fin glat eller regelmæssigt struktureret belægningsoverflade hjælper med at reducere skærevarmen, fordi den glatte overflade tillader spåner at glide hurtigt af rivefladen, hvilket reducerer varmeudviklingen. Coatede værktøjer med bedre overfladesmøreevne kan også bearbejdes ved højere skærehastigheder end ubelagte værktøjer, hvilket yderligere undgår varmsvejsning med emnematerialet.
oxidationstemperatur
Oxidationstemperatur refererer til den temperaturværdi, ved hvilken belægningen begynder at nedbrydes. Jo højere oxidationstemperaturværdien er, jo mere gunstig er den til skæring under høje temperaturforhold. Selvom stuetemperaturhårdheden af TiAlN-belægning kan være lavere end TiCN-belægningens, har den vist sig at være meget mere effektiv end TiCN ved højtemperaturbehandling. Tilføj WeChat: Yuki7557 for at sende en kopi af makroprogrammet tutorial. Grunden til, at TiAlN-belægningen stadig kan bevare sin hårdhed ved høje temperaturer, er, at der kan dannes et lag af aluminiumoxid mellem værktøjet og spånen. Aluminiumoxidlaget kan overføre varme fra værktøjet til emnet eller spånen. Karbidværktøjer har typisk højere skærehastigheder sammenlignet med højhastighedsstålværktøjer, hvilket gør TiAlN til den foretrukne belægning til hårdmetalværktøjer. Hårdmetalbor og pindfræsere har ofte denne PVD TiAlN-belægning.
Anti-vedhæftning
Belægningens anti-adhæsionsegenskab forhindrer eller dæmper den kemiske reaktion mellem værktøjet og materialet, der behandles, og undgår aflejring af emnemateriale på værktøjet.
Ved bearbejdning af ikke-jernholdige metaller (såsom aluminium, messing osv.) opstår der ofte opbygget kant (BUE) på værktøjet, hvilket kan forårsage afskalning af værktøjet eller emnedimensioner uden for tolerance. Når først materialet, der bearbejdes, begynder at klæbe til værktøjet, fortsætter vedhæftningen med at udvide sig.
Ved bearbejdning af et aluminium-emne med en formehane, vil det aluminium, der klæber til hanen, stige, efter hvert hul er bearbejdet, så diameteren på hanen bliver for stor til sidst, hvilket medfører, at emnestørrelsen er uden for tolerance og skrottes. Belægninger med gode anti-bindingsegenskaber fungerer godt selv i bearbejdningssituationer, hvor kølemiddelegenskaberne er dårlige eller utilstrækkeligt koncentrerede.
2 Almindelig anvendte belægninger
1 titannitridbelægning (TiN)
TiN er en generel PVD-belægning, der øger værktøjets hårdhed og har en højere oxidationstemperatur. Belægningen kan bruges til højhastighedsstålskæreværktøjer eller formværktøjer for at opnå meget gode forarbejdningsresultater.
2 titaniumcarbidnitridbelægning (TiCN)
Kulstofelementet tilsat i TiCN-belægningen kan øge værktøjets hårdhed og opnå bedre overfladesmøreevne, hvilket er en ideel belægning til højhastighedsstålværktøj.
3 Nitrogen-aluminium-titanium eller nitrogen-titanium-aluminium belægning (TiAlN/AlTiN)
Aluminiumoxidlaget dannet i TiAlN/AlTiN-belægningen kan effektivt forbedre værktøjets højtemperaturbearbejdningslevetid. Denne belægning kan vælges til hårdmetalværktøjer, der hovedsageligt anvendes til tør eller halvtør skæring. Afhængigt af forholdet mellem aluminium og titanium indeholdt i belægningen, kan AlTiN-belægninger give højere overfladehårdhed end TiAlN-belægninger, så det er en anden levedygtig belægningsmulighed til højhastighedsbearbejdning.
4 Chromaluminiumnitridbelægning (AlCrN)
AlCrN-belægningens gode antiklumpningsegenskaber gør den til den foretrukne belægning i behandlingen, der er tilbøjelig til at opbygge kant. Bearbejdningsydelsen af højhastighedsstål- eller hårdmetalskæreværktøjer og formværktøjer vil blive væsentligt forbedret efter påføring af denne næsten usynlige belægning.
5 diamantbelægning (diamant)
CVD-diamantbelægning kan give den bedste ydeevne til bearbejdningsværktøjer til ikke-jernholdige metalmaterialer og er en ideel belægning til bearbejdning af grafit, metalmatrix-kompositter (MMC), aluminiumslegeringer med højt silicium og mange andre meget slibende materialer (Bemærk: ren diamantbelægning Skæreværktøjet kan ikke bruges til at bearbejde ståldele, fordi bearbejdning af ståldele vil generere meget skærevarme og forårsage en kemisk reaktion, som vil ødelægge klæbelaget mellem belægningen og værktøjet).
Der findes forskellige belægninger til hård fræsning, anboring og boring, hver med sin egen specifikke anvendelse. Derudover fås der også flerlagsbelægninger, som har andre belægninger indlejret mellem overfladelaget og værktøjsunderlaget, hvilket yderligere kan øge værktøjets levetid.
3 Vellykket påføring af belægningen
At opnå en omkostningseffektiv påføring af en belægning kan afhænge af mange faktorer, men der er normalt kun én eller få levedygtige belægningsmuligheder for hver specifik behandlingsanvendelse.
Det korrekte valg af belægning og dens egenskaber kan betyde forskellen mellem en mærkbar forbedring af bearbejdeligheden og ringe eller ingen forbedring. Skæredybde, skærehastighed og kølevæske kan alle have indflydelse på, hvor godt en værktøjsbelægning påføres.
På grund af de mange variabler, der findes i bearbejdningen af et emnemateriale, er en af de bedste måder at bestemme, hvilken belægning man skal vælge, gennem prøveskæring. Belægningsleverandører udvikler konstant flere nye belægninger for yderligere at forbedre belægningens høje temperaturbestandighed, friktionsmodstand og slidstyrke. Det er altid godt at arbejde med belægnings(værktøjs)producenter for at validere de nyeste og bedste værktøjsbelægninger til bearbejdningsapplikationer.
