Die Absicht hinter dem Teilen dieses Artikels ist es, die Auswahl von Beschichtungen von Werkzeugen zu diskutieren, um deren Lebensdauer zu verbessern CNC-Bearbeitung. Hauptsächlich werden vier Fragen beantwortet: Was ist Werkzeugoberflächenbeschichtungstechnologie, was sind die Vorteile der Werkzeugbeschichtung, was sind die unterschiedlichen Eigenschaften der Werkzeugbeschichtung und was sind die weit verbreiteten Werkzeugbeschichtungen. Lassen Sie uns also unverzüglich zu ihren Antworten übergehen.
Was ist Werkzeugoberflächenbeschichtungstechnologie?
Die Werkzeugbeschichtungstechnologie bezieht sich auf die Oberflächenmodifikation eines Werkzeugs, die seine Festigkeit und Leistung während der Bearbeitung verbessern kann. Nach dem Aufkommen von Hochgeschwindigkeits-Schneidwerkzeugen hat sich die Verbreitung der Werkzeugbeschichtungstechnologie stark verbreitet. Inzwischen gilt die Werkzeugbeschichtung als einer der kritischsten Teile der Hochgeschwindigkeits-Werkzeugherstellungsindustrie.
Typischerweise wird die Oberfläche des Schneidwerkzeugs mit dem dünnen Film beschichtet, was normalerweise unter Verwendung physikalischer und chemischer Verfahren erfolgt. Die Beschichtung sorgt dafür, dass das Schneidwerkzeug während der Bearbeitung seine beste Leistung erbringt. Hier sind einige der Merkmale des Werkzeugs Oberflächenbeschichtungstechnologie:
- Die Beschichtung des Werkzeugs erhöht dessen Härte erheblich, ohne die Festigkeit zu beeinträchtigen. Derzeit hat die erreichbare Härte die Zahl von 100 GPa erreicht.
- Mit der sich ständig weiterentwickelnden Beschichtungstechnologie sind die Hochtemperatur-Oxidationsbeständigkeit und die chemische Stabilität der Beschichtung auf dem Werkzeug noch besser geworden und bieten die bestmögliche Leistung.
- Schmierfilme besitzen eine hervorragende Festphasenschmierung zur Verbesserung der Verarbeitungsqualität.
- Die Beschichtung des Werkzeugs stört die Genauigkeit während der Bearbeitung nicht.
Was sind die Vorteile der Werkzeugbeschichtung?
Hier sind die bemerkenswertesten Vorteile der Werkzeugbeschichtung:
- Die Standzeit des Werkzeugs wird besser.
- Die Schneideffizienz wird verbessert.
- Die Werkzeugbeschichtung bietet eine bessere Oberflächenqualität.
- Es reduziert die Kosten und den Bedarf an Kühlflüssigkeit während der Bearbeitung.
Jede Werkzeugbeschichtung kann jedoch je nach Verwendung und Auswahl hervorragenden Nutzen und Schaden anrichten. Dementsprechend muss bei der Auswahl der Werkzeugbeschichtung die Art der Arbeit im Auge behalten werden.
Was sind die weit verbreiteten Werkzeugbeschichtungen?
Im Folgenden sind einige der weit verbreiteten Beschichtungen aufgeführt:
- Diamantbeschichtung
Wenn es um NE-Metallmaterialien geht, ist die CVD-Diamantbeschichtung (Chemical Vapor Deposition) eine ideale Wahl. Außerdem ist es eine perfekte Beschichtung für Metallmatrix-Verbundwerkstoffe (MMC), Aluminiumlegierungen mit hohem Siliziumgehalt, die Verarbeitung von Graphit und andere abrasive Materialien. Denken Sie daran, dass rein diamantbeschichtete Werkzeuge nicht zum Schneiden von Stahl verwendet werden, da eine beträchtliche Menge an Wärme erzeugt wird und chemische Reaktionen den Bearbeitungsvorgang beschädigen können.
- Titannitridbeschichtung (TiN)
Titannitrid ist eine PVD-Beschichtung (Physical Vapour Deposition), die zur Verbesserung der Härte und Oxidationstemperatur des Werkzeugs verwendet wird. Es eignet sich für Hartmetall- und Hochgeschwindigkeits-Schneidwerkzeuge.
- Chromnitridbeschichtung (CrN)
Die Chromnitridbeschichtung bleibt ein wichtiger Aspekt, um Aufbauschneiden einfach zu erzeugen. Es ist fast unsichtbar und bietet Dienstleistungen gegen Hartmetallwerkzeuge, Schnellarbeitsstahlwerkzeuge und Umformwerkzeuge an.
- Stickstoff-Titancarbid-Beschichtung (TiCN)
Um die Schmierfähigkeit und Härte des Werkzeugs zu verbessern, wird TiCN mit der Kohlenstoffkomponente hinzugefügt. Diese Beschichtung bietet die beste Leistung gegenüber Hochgeschwindigkeits-Schneidwerkzeugen.
- Aluminiumnitrid-Beschichtung oder Aluminiumnitrid-Titan (AITiN/TiAIN)
Diese Beschichtung ist nützlich für Hartmetallwerkzeuge und die Werkzeuge, die zum halbtrockenen Schneiden verwendet werden. Ihre Leistung hängt von dem Verhältnis des zugesetzten Titans ab.
Was sind die unterschiedlichen Eigenschaften der Werkzeugbeschichtung?
Lassen Sie uns auf verschiedene Eigenschaften der Werkzeugbeschichtung eingehen:
- Oxidationstemperatur
Als Oxidationstemperatur wird die Temperatur bezeichnet, bei der sich die Beschichtung des Werkzeugs abzulösen beginnt. Je höher der Oxidationswert, desto besser die Beschichtung. Angesichts dessen bietet TiAIN die höchste Oxidationstemperatur, wenn sich die Aluminiumoxidschicht zwischen dem Werkzeug und dem Chip entwickelt. So wird die Wärme auf das Werkstück oder den Span übertragen.
- Härte
Auch die Härte spielt eine entscheidende Rolle für die Langlebigkeit des Werkzeugs. Im Vergleich dazu hat die TiCN-Beschichtung eine höhere Härte als TiN-Beschichtungen, und deshalb wird TiCN häufig für Härtezwecke verwendet. Aufgrund des erhöhten Kohlenstoffgehalts in TiCN wird die Härte bis zu 33% höher, und der Bereich bleibt zwischen 3000-4000 (HV).
Mit einer Oberflächenhärte von bis zu 9000 (HV) ist die CVD-Beschichtung eine viel bessere Option als das PVD-beschichtete Werkzeug und erhöht die Lebensdauer um das 10- bis 20-fache.
- Abriebfestigkeit
Die Fähigkeit einer Beschichtung, Verschleiß zu widerstehen, wird als Abriebfestigkeit bezeichnet. Da einige Werkzeuge von Natur aus nicht hart genug sind, um den Bearbeitungsvorgang auszuhalten, werden sie mit einem geeigneten Material beschichtet.
- Schmierfähigkeit der Oberfläche
Ein hoher Reibungskoeffizient erwärmt normalerweise Werkzeug und Werkstück, was die Effizienz des Prozesses beeinträchtigt. Dennoch reduziert eine glatte oder strukturierte regelmäßig beschichtete Oberfläche die Hitze während des Prozesses, weil Reibungsverluste jetzt vermeidbar sind. Unterdessen können beschichtete Werkzeuge aufgrund der fehlenden Reibung auch zu einer besseren Schnittgeschwindigkeit beitragen.
- Adhäsionswiderstand
Die Beschichtung vermeidet weitgehend Wechselwirkungen zwischen der realen Oberfläche des Werkzeugs und dem Werkstück, verbessert die Oberflächengüte und verhindert, dass sich das Werkstück auf dem Werkzeug ablagert. Diese Antihaft-Eigenschaft kann die Notwendigkeit von Kühlflüssigkeit und externer Schmierung vermeiden, ohne die Bearbeitungsqualität zu beeinträchtigen.
Letzte Worte
Viele Faktoren müssen berücksichtigt werden, um kostengünstige und effiziente Beschichtungsanwendungen zu haben, darunter Schnitttiefe, Geschwindigkeit, Hitze, Verschleiß, Reibung und andere. Auch die richtige Wahl der Werkzeugbeschichtung und ihrer Eigenschaften kann die Gesamteffizienz und -leistung des Bearbeitungsprozesses erheblich verbessern.
Schließlich ist der beste Weg, um die richtige Werkzeugbeschichtung zur Verbesserung des Werkzeugs für den Bearbeitungsprozess auszuwählen, das Probeschneiden.