L'intention derrière le partage de cet article est de discuter du choix des revêtements d'outils pour améliorer leur durée de vie dans Usinage CNC. Principalement, quatre questions obtiendront une réponse : qu'est-ce que la technologie de revêtement de surface d'outil, quels sont les avantages du revêtement d'outil, quelles sont les différentes caractéristiques du revêtement d'outil et quels sont les revêtements d'outil largement utilisés. Alors, passons à leurs réponses sans plus tarder.
Qu'est-ce que la technologie de revêtement de surface d'outil ?
La technologie de revêtement d'outil est liée à la modification de la surface d'un outil qui peut améliorer sa résistance et son travail lors de l'usinage. Après l'émergence des outils de coupe à grande vitesse, il y a eu une augmentation de l'intégration de la technologie de revêtement d'outils. Pendant ce temps, le revêtement des outils est considéré comme l'une des parties les plus critiques de l'industrie de la fabrication d'outils à grande vitesse.
En règle générale, la surface de l'outil de coupe est recouverte d'un film mince, généralement réalisé à l'aide de méthodes physiques et chimiques. Le revêtement rend l'outil de coupe capable de fonctionner au mieux lors de l'usinage. Voici quelques-unes des caractéristiques de l'outil technologie de revêtement de surface:
- Le revêtement de l'outil augmente considérablement sa dureté sans compromettre sa résistance. Actuellement, la dureté réalisable a atteint le nombre de 100GPa.
- Avec une technologie de revêtement en constante évolution, la résistance à l'oxydation à haute température et la stabilité chimique du revêtement sur l'outil sont devenues encore meilleures et offrent les meilleures performances possibles.
- Les films de lubrification possèdent une lubrification en phase solide exceptionnelle pour améliorer la qualité du traitement.
- Le revêtement de l'outil ne perturbe pas la précision lors de l'usinage.
Quels sont les avantages du revêtement d'outils ?
Voici les avantages les plus remarquables du revêtement d'outils :
- La durée de vie de l'outil s'améliore.
- L'efficacité de coupe est améliorée.
- Le revêtement de l'outil offre une meilleure qualité de surface.
- Il réduit les coûts et le besoin de liquide de refroidissement pendant l'usinage.
Cependant, chaque revêtement d'outil peut infliger d'excellents avantages et dommages en fonction de son utilisation et de sa sélection. Par conséquent, la nature du travail doit être gardée à l'esprit lors du choix du revêtement de l'outil.
Quels sont les revêtements d'outils largement utilisés ?
Voici quelques-uns des revêtements largement utilisés :
- Revêtement de diamant
En ce qui concerne les matériaux métalliques non ferreux, le revêtement de diamant CVD (dépôt chimique en phase vapeur) est un choix idéal. En outre, c'est un revêtement parfait pour les composites à matrice métallique (MMC), les alliages d'aluminium à haute teneur en silicium, le traitement du graphite et d'autres matériaux abrasifs. N'oubliez pas que les outils revêtus de diamant pur ne sont pas utilisés pour couper l'acier, car une quantité considérable de chaleur est générée et les réactions chimiques peuvent endommager l'opération d'usinage.
- Revêtement en nitrure de titane (TiN)
Le nitrure de titane est un revêtement PVD (dépôt physique en phase vapeur) utilisé pour améliorer la dureté et la température d'oxydation de l'outil. Il convient aux outils de coupe en carbure et à grande vitesse.
- Revêtement de nitrure de chrome (CrN)
Le revêtement de nitrure de chrome reste une considération primordiale pour obtenir des bords accumulés générés facilement. Il est presque invisible et offre des services contre les outils en carbure, les outils en acier rapide et les outils de formage.
- Revêtement en carbure de titane à l'azote (TiCN)
Pour améliorer le pouvoir lubrifiant et la dureté de l'outil, du TiCN est ajouté au composant carbone. Ce revêtement offre les meilleures performances contre les outils de coupe à grande vitesse.
- Revêtement en nitrure d'aluminium ou nitrure d'aluminium titane (AITiN/TiAIN)
Ce revêtement est utile pour les outils en carbure et les outils utilisés pour la coupe semi-sèche. Leur performance dépend du rapport de titane ajouté.
Quelles sont les différentes caractéristiques du revêtement de l'outil ?
Discutons des différentes caractéristiques du revêtement d'outil :
- Température d'oxydation
La température d'oxydation est désignée comme la température à laquelle le revêtement de l'outil commence à se séparer. Plus la valeur d'oxydation est élevée, meilleur sera le revêtement. Cela étant, TiAIN offre la température d'oxydation la plus élevée lorsque la couche d'alumine se développe entre l'outil et la puce. C'est ainsi que la chaleur est transmise à la pièce ou à la puce.
- Dureté
La dureté joue également un rôle essentiel dans la longue durée de vie de l'outil. Si on le compare, le revêtement TiCN a une dureté plus élevée que les revêtements TiN, et c'est pourquoi le TiCN est largement utilisé à des fins de dureté. En raison de la teneur accrue en carbone du TiCN, la dureté augmente jusqu'à 33% et la plage reste comprise entre 3000 et 4000 (HV).
Avec une dureté de surface allant jusqu'à 9000 (HV), le revêtement CVD est une bien meilleure option que l'outil revêtu de PVD, augmentant la durée de vie jusqu'à 10 à 20 fois.
- Résistance à l'abrasion
La capacité d'un revêtement à résister à l'usure est appelée résistance à l'abrasion. Étant donné que certains outils ne sont pas intrinsèquement assez durs pour supporter l'opération d'usinage, ils sont revêtus d'un matériau approprié.
- Lubrification de la surface
Un coefficient de frottement élevé chauffe généralement l'outil et la pièce, ce qui nuit à l'efficacité du processus. Néanmoins, une surface revêtue régulière lisse ou texturée réduit la chaleur pendant le processus car les pertes par frottement sont désormais évitables. Pendant ce temps, les outils revêtus peuvent également aider à avoir une meilleure vitesse de coupe en raison de l'absence de frottement.
- Résistance à l'adhérence
Le revêtement évite en grande partie l'interaction entre la surface réelle de l'outil et la pièce, améliorant la finition de surface et empêchant la pièce de se déposer sur l'outil. Cette propriété anti-adhérente peut éviter le besoin de liquide de refroidissement et de lubrification externe sans compromettre la qualité de l'usinage.
Derniers mots
De nombreux facteurs doivent être pris en compte pour obtenir des applications de revêtement rentables et efficaces, notamment la profondeur de coupe, la vitesse, la chaleur, l'usure, la friction, etc. De plus, le bon choix de revêtement d'outil et ses propriétés peuvent améliorer considérablement l'efficacité et les performances globales du processus d'usinage.
Enfin, la meilleure façon de choisir le bon revêtement d'outil pour améliorer l'outil de processus d'usinage est la coupe d'essai.