Technologia powlekania powierzchni narz?dzi to technologia modyfikacji powierzchni opracowana w odpowiedzi na zapotrzebowanie rynku. Od momentu pojawienia si? w latach 60. XX wieku technologia ta by?a szeroko stosowana w bran?y produkcji narz?dzi do ci?cia metali. Zw?aszcza po pojawieniu si? technologii szybkiego ci?cia, technologia powlekania zosta?a szybko opracowana i zastosowana, i sta?a si? jedn? z kluczowych technologii wytwarzania narz?dzi do ci?cia szybkiego. Technologia ta mo?e tworzy? warstw? na powierzchni narz?dzia tn?cego metodami chemicznymi lub fizycznymi, dzi?ki czemu narz?dzie tn?ce mo?e uzyska? doskona?? kompleksow? wydajno?? ci?cia, aby spe?ni? wymagania ci?cia z du?? pr?dko?ci?.

Podsumowuj?c, technologia powlekania powierzchni narz?dzi skrawaj?cych ma nast?puj?ce cechy:

1. Technologia powlekania mo?e znacznie poprawi? twardo?? powierzchni narz?dzia bez zmniejszania jego wytrzyma?o?ci. Obecnie twardo?? mo?e osi?gn?? prawie 100 GPa.

2. Wraz z szybkim rozwojem technologii powlekania, stabilno?? chemiczna i odporno?? folii na utlenianie w wysokiej temperaturze staj? si? bardziej widoczne, co umo?liwia ci?cie z du?? pr?dko?ci?.

3. Folia smaruj?ca ma dobre w?a?ciwo?ci smarowania sta?ego, co mo?e skutecznie poprawi? jako?? przetwarzania i nadaje si? równie? do ci?cia na sucho.

4. Technologia powlekania, jako końcowy proces produkcji narz?dzia, ma niewielki wp?yw na dok?adno?? narz?dzia i mo?e by? powtarzana.

Korzy?ci z powlekanych narz?dzi skrawaj?cych: mog? znacznie poprawi? ?ywotno?? narz?dzi skrawaj?cych; skutecznie poprawi? wydajno?? ci?cia; znacznie poprawi? jako?? powierzchni obrabianego przedmiotu; skutecznie zmniejszaj? zu?ycie materia?ów narz?dziowych, obni?aj? koszty przetwarzania; zmniejszy? zu?ycie ch?odziwa, obni?y? koszty i przyczyni? si? do ochrony ?rodowiska.

Prawid?owa obróbka powierzchni ma?ych no?y tarczowych mo?e poprawi? ?ywotno?? narz?dzia, skróci? czas cyklu obróbki i poprawi? jako?? powierzchni. Jednak wybór w?a?ciwej pow?oki narz?dzia zgodnie z wymogami przetwarzania mo?e by? myl?cy i pracoch?onny. Ka?da pow?oka ma zarówno zalety, jak i wady ci?cia. Je?li zostanie wybrana niew?a?ciwa pow?oka, ?ywotno?? narz?dzia mo?e by? mniejsza ni? ?ywotno?? narz?dzi niepowlekanych, a czasem nawet wi?cej problemów ni? wcze?niej.

Obecnie dost?pnych jest wiele rodzajów pow?ok narz?dziowych, w tym pow?oki PVD, pow?oki CVD i pow?oki kompozytowe naprzemiennie powlekane PVD i CVD. Pow?oki te mo?na ?atwo uzyska? od producentów narz?dzi lub dostawców pow?ok. W tym artykule przedstawimy niektóre typowe w?a?ciwo?ci pow?ok narz?dzi oraz niektóre powszechnie stosowane schematy wyboru pow?ok PVD i CVD. Ka?da cecha pow?oki odgrywa wa?n? rol? w okre?laniu, która pow?oka jest najbardziej korzystna dla ci?cia.

Pow?oki TiN

TiN jest pow?ok? PVD ogólnego zastosowania, która mo?e poprawi? twardo?? narz?dzia i temperatur? utleniania. Pow?ok? mo?na stosowa? do narz?dzi skrawaj?cych lub narz?dzi do formowania stali szybkotn?cej w celu uzyskania dobrego efektu obróbki.

Pow?oka z azotku chromu (CrN)

Pow?oka CrN jest preferowan? pow?ok? do przetwarzania guzów wiórowych ze wzgl?du na dobr? odporno?? na przyleganie. Dzi?ki tej prawie niewidocznej pow?oce skrawalno?? HSS lub narz?dzi z w?glika spiekanego i narz?dzi do formowania ulegnie znacznej poprawie.

Pow?oka diamentowa

Diamentowa pow?oka CVD mo?e zapewni? najlepsz? wydajno?? narz?dzi skrawaj?cych z metali nie?elaznych. Jest idealn? pow?ok? do obróbki grafitu, kompozytów z metalow? osnow? (MMC), stopu silikonu i aluminium oraz wielu innych materia?ów o wysokiej ?cieralno?ci. Nast?puje reakcja chemiczna, która niszczy warstw? przyczepno?ci mi?dzy pow?ok? a narz?dziem tn?cym.

Sprz?t do powlekania

Pow?oki nadaj?ce si? do twardego frezowania, gwintowania i wiercenia s? ró?ne i maj? swoje specyficzne okazje. Ponadto mo?na równie? zastosowa? pow?oki wielowarstwowe. Inne pow?oki s? osadzone mi?dzy warstw? powierzchniow? a matryc? narz?dzia, co mo?e dodatkowo poprawi? ?ywotno?? narz?dzia.

Pow?oka TiC (TiCN)

Element w?glowy dodany w pow?oce TiCN mo?e poprawi? twardo?? narz?dzia i uzyska? lepsz? smarowno?? powierzchni. Jest idealn? pow?ok? do narz?dzi ze stali szybkotn?cej.

Pow?oki azotowo-aluminiowo-tytanowe lub azotowo-tytanowo-aluminiowe (TiAlN / AlTiN)

Warstwa tlenku glinu utworzona w pow?oce TiAlN / AlTiN mo?e skutecznie poprawi? ?ywotno?? narz?dzi skrawaj?cych w wysokiej temperaturze. Pow?ok? mo?na stosowa? do narz?dzi skrawaj?cych z w?glików spiekanych, stosowanych g?ównie do ci?cia na sucho lub pó?sucho. Zgodnie z ró?nym udzia?em Al i Ti w pow?oce, pow?oka AlTiN mo?e zapewni? wy?sz? twardo?? powierzchni ni? pow?oka TiAlN, wi?c jest to kolejny mo?liwy wybór pow?oki w dziedzinie obróbki szybkiej.

Charakterystyka pow?ok

twardo??

Wysoka twardo?? powierzchni spowodowana przez powlekanie jest jednym z najlepszych sposobów na popraw? trwa?o?ci narz?dzia. Mówi?c ogólnie, im wy?sza twardo?? materia?u lub powierzchni, tym d?u?sza ?ywotno?? narz?dzia. Pow?oki TiCN maj? wy?sz? twardo?? ni? pow?oki TiN. Ze wzgl?du na wzrost zawarto?ci w?gla twardo?? pow?oki TiCN wzrasta o 33%, a zakres twardo?ci wynosi oko?o Hv3000-4000 (w zale?no?ci od producenta). Nak?adanie diamentowych pow?ok CVD o twardo?ci powierzchni do Hv9000 na narz?dzia skrawaj?ce jest dojrza?e. W porównaniu z narz?dziami tn?cymi pokrytymi PVD, ?ywotno?? narz?dzi tn?cych pokrytych CVD wzros?a 10–20 razy. Wysoka twardo?? i pr?dko?? skrawania narz?dzi pokrytych diamentem mo?e by? 2-3 razy wy?sza ni? w przypadku narz?dzi niepowlekanych, co czyni je dobrym wyborem do ci?cia materia?ów nie?elaznych.

Temperatura utleniania

Temperatura utleniania to temperatura, w której pow?oka zaczyna si? rozk?ada?. Im wy?sza jest temperatura utleniania, tym bardziej korzystne jest ci?cie w wysokiej temperaturze. Chocia? twardo?? pow?ok TiAlN w temperaturze pokojowej mo?e by? ni?sza ni? pow?ok TiCN, udowodniono, ?e pow?oki TiAlN s? znacznie bardziej skuteczne ni? pow?oki TiCN w obróbce w wysokiej temperaturze. Powodem, dla którego pow?oka TiAlN mo?e utrzyma? swoj? twardo?? w wysokiej temperaturze, jest mo?liwo?? utworzenia warstwy tlenku glinu mi?dzy narz?dziem a chipem, a warstwa tlenku glinu mo?e przenosi? ciep?o z narz?dzia do przedmiotu obrabianego lub wióra. Pr?dko?? skrawania narz?dzi z w?glika spiekanego jest zwykle wy?sza ni? w przypadku narz?dzi ze stali szybkotn?cej, co czyni TiAlN preferowan? pow?ok? do narz?dzi z w?glika spiekanego. Pow?oka PVDTiAlN jest zwykle stosowana do wierte? z w?glików spiekanych i frezów końcowych.

Podatno?? na szlifowanie

Odporno?? na zu?ycie odnosi si? do odporno?ci pow?oki na zu?ycie. Chocia? twardo?? niektórych materia?ów obrabianych mo?e nie by? bardzo wysoka, elementy dodane w procesie produkcyjnym i przyj?ty proces mog? powodowa? p?kanie lub st?pienie ostrza narz?dzia.

Smarowanie powierzchni

Wysoki wspó?czynnik tarcia zwi?kszy ciep?o ci?cia, co skróci ?ywotno?? pow?oki, a nawet spowoduje awari?. Zmniejszenie wspó?czynnika tarcia mo?e znacznie przed?u?y? ?ywotno?? narz?dzia. Drobne, g?adkie lub regularnie teksturowane powlekane powierzchnie pomagaj? zmniejszy? ciep?o skrawania, poniewa? g?adkie powierzchnie umo?liwiaj? szybkie zsuni?cie si? wiórów z powierzchni natarcia i zmniejszenie wytwarzania ciep?a. W porównaniu z niepowlekanymi narz?dziami tn?cymi, powlekane narz?dzia tn?ce o lepszym smarowaniu powierzchni mo?na równie? obrabia? przy wy?szych pr?dko?ciach ci?cia, co dodatkowo pozwala unikn?? zgrzewania w wysokiej temperaturze z materia?ami obrabianego przedmiotu.

W?a?ciwo?ci przeciwzbrylaj?ce

Odporno?? pow?oki na klejenie mo?e zapobiec lub zmniejszy? reakcj? chemiczn? mi?dzy narz?dziem a przetwarzanym materia?em i unikn?? osadzania si? materia?u obrabianego na narz?dziu. Podczas obróbki metali nie?elaznych (takich jak aluminium, mosi?dz itp.), No?e cz?sto wytwarzaj? guzy gruzu (BUE), co powoduje uszkodzenie narz?dzia lub nadmierny rozmiar obrabianego przedmiotu. Gdy przetworzony materia? zacznie przylega? do narz?dzia, przywi?zanie b?dzie nadal si? rozszerza?. Na przyk?ad, gdy obrabiany element aluminiowy jest obrabiany z uformowanym gwintownikiem, przylegaj?ce aluminium na gwintowniku zwi?ksza si? po przetworzeniu ka?dego otworu, a ostatecznie ?rednica gwintownika staje si? zbyt du?a, co powoduje powstawanie resztek o rozmiarze obrabianego przedmiotu. Pow?oki o dobrej odporno?ci na przyleganie mog? odgrywa? bardzo dobr? rol? nawet w procesach, w których wydajno?? ch?odziwa jest niska lub st??enie jest niewystarczaj?ce.

Nak?adanie pow?ok

Wdro?enie pow?ok o wysokiej wydajno?ci w stosunku do ceny mo?e zale?e? od wielu czynników, ale dla ka?dego konkretnego zastosowania przetwarzania zwykle dost?pna jest tylko jedna lub kilka mo?liwych opcji powlekania. Prawid?owy dobór pow?ok i ich w?a?ciwo?ci mo?e oznacza? ró?nic? mi?dzy wyra?n? popraw? wydajno?ci przetwarzania a prawie brakiem poprawy. G??boko?? ci?cia, pr?dko?? ci?cia i ch?odziwo mog? wp?ywa? na efekt nak?adania pow?oki narz?dzia.

Poniewa? w obróbce materia?u obrabianego jest wiele zmiennych, jednym z najlepszych sposobów ustalenia, któr? pow?ok? wybra?, jest ci?cie próbne. Dostawcy pow?ok stale opracowuj? nowe pow?oki, aby jeszcze bardziej poprawi? ich odporno?? na wysokie temperatury, tarcie i zu?ycie.