Целью публикации этой статьи является обсуждение выбора покрытий инструментов для увеличения их срока службы в условиях эксплуатации. обработка с ЧПУ. В основном будут даны ответы на четыре вопроса: какова технология покрытия поверхности инструмента, каковы преимущества покрытия инструмента, каковы различные характеристики покрытия инструмента и каковы широко используемые покрытия инструментов. Итак, давайте без промедления перейдем к их ответам.
Что такое технология покрытия поверхности инструмента?
Технология покрытия инструмента связана с модификацией поверхности инструмента, позволяющей улучшить его прочность и работу при выполнении механической обработки. После появления высокоскоростных режущих инструментов наблюдался всплеск внедрения технологий нанесения покрытий на инструменты. Между тем, покрытие инструментов считается одной из наиболее важных частей индустрии высокоскоростного производства инструментов.
Обычно поверхность режущего инструмента покрывают тонкой пленкой, обычно это делается с помощью физических и химических методов. Покрытие позволяет режущему инструменту работать максимально эффективно во время обработки. Вот некоторые характеристики инструмента технология нанесения покрытия:
- Покрытие инструмента значительно повышает его твердость без ущерба для прочности. В настоящее время достижимая твердость достигла значения 100 ГПа.
- Благодаря постоянно развивающейся технологии нанесения покрытий стойкость к высокотемпературному окислению и химическая стабильность покрытия на инструменте стали еще лучше и обеспечивают наилучшие эксплуатационные характеристики.
- Смазочные пленки обладают исключительной твердофазной смазкой, улучшающей качество обработки.
- Покрытие инструмента не влияет на точность во время обработки.
Каковы преимущества покрытия инструментов?
Вот наиболее примечательные преимущества покрытия инструментов:
- Срок службы инструмента увеличивается.
- Эффективность резки повышается.
- Покрытие инструмента обеспечивает лучшее качество поверхности.
- Это снижает затраты и потребность в охлаждающей жидкости во время обработки.
Однако каждое покрытие инструмента может принести как пользу, так и вред в зависимости от его использования и выбора. Соответственно, при выборе покрытия инструмента необходимо учитывать характер работы.
Какие покрытия для инструментов широко используются?
Ниже приведены некоторые из широко используемых покрытий:
- Алмазное покрытие
Когда дело доходит до цветных металлов, алмазное покрытие CVD (химическое осаждение из паровой фазы) является идеальным выбором. Кроме того, это идеальное покрытие для композитов с металлической матрицей (MMC), алюминиевых сплавов с высоким содержанием кремния, обработки графита и других абразивных материалов. Помните, что инструменты с чистым алмазным покрытием не используются для резки стали, поскольку выделяется значительное количество тепла, а химические реакции могут повредить операцию обработки.
- Покрытие из нитрида титана (TiN)
Нитрид титана — это покрытие PVD (физическое осаждение из паровой фазы), используемое для повышения твердости инструмента и температуры окисления. Подходит для твердосплавных и высокоскоростных режущих инструментов.
- Покрытие из нитрида хрома (CrN)
Покрытие из нитрида хрома остается основным фактором, позволяющим легко создавать наросты на кромках. Он почти невидим и предлагает услуги по работе с твердосплавными инструментами, инструментами из быстрорежущей стали и формовочными инструментами.
- Азотное покрытие из карбида титана (TiCN)
Для улучшения смазывающей способности и твердости инструмента в TiCN добавляют углеродный компонент. Это покрытие обеспечивает наилучшие характеристики при работе с высокоскоростными режущими инструментами.
- Покрытие из нитрида алюминия или нитрида алюминия и титана (AITiN/TiAIN)
Это покрытие полезно для твердосплавных инструментов и инструментов, используемых для полусухой резки. Их производительность зависит от соотношения добавленного титана.
Каковы различные характеристики покрытия инструмента?
Давайте обсудим различные характеристики покрытия инструмента:
- Температура окисления
Под температурой окисления понимают температуру, при которой покрытие инструмента начинает отделяться. Чем выше степень окисления, тем лучше будет покрытие. Учитывая это, TiAIN обеспечивает самую высокую температуру окисления, поскольку слой оксида алюминия образуется между инструментом и стружкой. Именно так тепло передается заготовке или стружке.
- Твердость
Твердость также играет жизненно важную роль в долговечности инструмента. По сравнению с этим покрытие TiCN имеет более высокую твердость, чем покрытия TiN, поэтому TiCN широко используется для определения твердости. Из-за повышенного содержания углерода в TiCN твердость становится выше до 33%, а диапазон сохраняется в пределах 3000-4000 (HV).
При твердости поверхности до 9000 (HV) CVD-покрытие является гораздо лучшим вариантом, чем инструмент с PVD-покрытием, увеличивая срок службы до 10-20 раз.
- Устойчивость к истиранию
Способность покрытия противостоять износу называется стойкостью к истиранию. Поскольку некоторые инструменты по своей природе недостаточно тверды, чтобы выдерживать операции механической обработки, их покрывают подходящим материалом.
- Смазывающая способность поверхности
Высокий коэффициент трения обычно нагревает инструмент и заготовку, что отрицательно влияет на эффективность процесса. Тем не менее, гладкая или текстурированная поверхность со стандартным покрытием снижает нагрев во время процесса, поскольку теперь можно избежать потерь на трение. Между тем, инструменты с покрытием также могут способствовать повышению скорости резания из-за отсутствия трения.
- Адгезионное сопротивление
Покрытие в значительной степени позволяет избежать взаимодействия между реальной поверхностью инструмента и заготовкой, улучшая качество обработки поверхности и предотвращая отложение заготовки на инструменте. Это антипригарное свойство позволяет избежать необходимости использования охлаждающей жидкости и внешней смазки без ущерба для качества обработки.
Заключительные слова
Для экономичного и эффективного нанесения покрытия необходимо учитывать множество факторов, включая глубину резания, скорость, нагрев, износ, трение и другие. Кроме того, правильный выбор покрытия инструмента и его свойств может значительно повысить общую эффективность и производительность процесса обработки.
Наконец, лучший способ выбрать правильное покрытие инструмента для улучшения процесса обработки инструмента — это пробная резка.