Pienten pyöreiden työkalujen pinnan asianmukainen esikäsittely voi pidentää työkalun käyttöikää, lyhentää koneistusjaksoaikoja ja parantaa koneistetun pinnan laatua. Mutta oikean työkalupinnoitteen valitseminen koneistustarpeisiisi voi olla hämmentävää ja työlästä.
Jokaisella pinnoitteella on sekä etuja että haittoja koneistuksessa. Jos valitaan sopimaton pinnoite, se voi lyhentää työkalun käyttöikää kuin päällystämätön työkalu ja joskus jopa aiheuttaa enemmän ongelmia kuin ennen pinnoitusta.
Valittavana on monenlaisia työkalupinnoitteita, mukaan lukien PVD-pinnoitteet, CVD-pinnoitteet ja komposiittipinnoitteet, jotka pinnoittavat vuorotellen PVD- ja CVD-pinnoitteita jne. Näitä pinnoitteita on helppo hankkia työkalujen valmistajilta tai pinnoitteiden toimittajilta. Lattia.
Tässä artikkelissa esitellään lyhyesti joidenkin työkalupinnoitteiden yhteiset ominaisuudet ja eräät yleisesti käytetyt PVD- ja CVD-pinnoitusvaihtoehdot. Kullakin pinnoitteen ominaisuudella on tärkeä rooli määritettäessä, mikä pinnoite on edullisin leikkausoperaatioissa.
1 Pinnoitteen ominaisuudet
kovuus
Pinnoitteen tuoma korkea pinnan kovuus on yksi parhaista tavoista pidentää työkalun käyttöikää. Yleensä mitä kovempi materiaali tai pinta on, sitä pidempään työkalu kestää.
Titaanikarbidinitridi (TiCN) pinnoitteet ovat kovempia kuin titaaninitridi (TiN) pinnoitteet. Hiilipitoisuuden kasvun ansiosta TiCN-pinnoitteen kovuus kasvaa 33 prosenttia ja sen kovuus vaihtelee noin Hv3000:sta 4000:een (valmistajasta riippuen).
CVD-timanttipinnoitteen, jonka pintakovuus on jopa Hv9000, levittäminen leikkuutyökaluihin on ollut suhteellisen kypsää. Verrattuna PVD-pinnoitettaviin leikkaustyökaluihin, CVD-timanttipinnoitettujen leikkaustyökalujen käyttöikä on pidentynyt 10-20-kertaiseksi. Timanttipinnoitteen korkea kovuus ja kyky lisätä leikkausnopeutta 2-3 kertaa pinnoittamattomiin työkaluihin verrattuna tekevät siitä hyvän valinnan ei-rautametallien leikkaamiseen.
kulutuskestävyys
Kulutuskestävyys viittaa pinnoitteen kykyyn vastustaa hankausta. Vaikka jotkin työkappaleen materiaalit eivät välttämättä ole liian kovia sellaisenaan, tuotannon aikana lisätyt elementit ja käytetyt prosessit voivat aiheuttaa työkalun leikkuureunan halkeilua tai tylsää.
pinnan voitelukyky
Suuri kitkakerroin lisää leikkauslämpöä, mikä lyhentää pinnoitteen käyttöikää ja jopa vaurioittaa. Kitkakertoimen pienentäminen voi pidentää työkalun käyttöikää huomattavasti. Hieno sileä tai säännöllisesti kuvioitu pinnoitepinta auttaa vähentämään leikkauslämpöä, koska sileän pinnan ansiosta lastut liukuvat nopeasti pois haravan pinnalta, mikä vähentää lämmön muodostumista. Pinnoitettuja työkaluja, joiden pintavoitelu on parempi, voidaan työstää myös suuremmilla leikkausnopeuksilla kuin päällystämättömiä työkaluja, jolloin vältetään kuumahitsaus työkappaleen materiaalilla.
hapettumislämpötila
Hapetuslämpötilalla tarkoitetaan lämpötila-arvoa, jossa pinnoite alkaa hajota. Mitä korkeampi hapettumislämpötila on, sitä edullisempi se on leikkaamiseen korkeissa lämpötiloissa. Vaikka TiAlN-pinnoitteen huoneenlämpötilan kovuus voi olla pienempi kuin TiCN-pinnoitteen, sen on osoittautunut paljon tehokkaammaksi kuin TiCN korkean lämpötilan käsittelyssä. Lisää WeChat: Yuki7557 lähettääksesi kopion makroohjelman opetusohjelmasta. Syy siihen, miksi TiAlN-pinnoite voi silti säilyttää kovuutensa korkeissa lämpötiloissa, on se, että työkalun ja lastun väliin voi muodostua alumiinioksidikerros. Alumiinioksidikerros voi siirtää lämpöä työkalusta työkappaleeseen tai lastuihin. Kovametallityökaluilla on tyypillisesti korkeammat leikkausnopeudet kuin nopeat terästyökalut, joten TiAlN on kovametallityökalujen suosikkipinnoite. Kovametalliporissa ja jyrsinkoneissa on usein tämä PVD TiAlN -pinnoite.
Tarttumista estävä
Pinnoitteen tarttumista estävä ominaisuus estää tai lieventää työkalun ja työstettävän materiaalin välistä kemiallista reaktiota, mikä estää työkappaleen materiaalin kertymisen työkalulle.
Ei-rautametallien (kuten alumiini, messinki jne.) työstössä työkalussa esiintyy usein muodostunutta reunaa (BUE), mikä voi aiheuttaa työkalun lohkeilua tai toleranssin ulkopuolisia työkappaleen mittoja. Kun työstettävä materiaali alkaa tarttua työkaluun, tartunta laajenee edelleen.
Muovaushanalla alumiinityökappaletta käsiteltäessä hanaan kiinnittyneen alumiinin määrä kasvaa jokaisen reiän käsittelyn jälkeen niin, että hanan halkaisija tulee lopulta liian suureksi, jolloin työkappaleen koko on toleranssin ulkopuolella ja romutetaan. Pinnoitteet, joilla on hyvät tarttumista estävät ominaisuudet, toimivat hyvin myös työstötilanteissa, joissa jäähdytysnesteen ominaisuudet ovat huonot tai riittämättömästi tiivistetty.
2 Yleisesti käytetyt pinnoitteet
1 titaaninitridipinnoite (TiN)
TiN on yleiskäyttöinen PVD-pinnoite, joka lisää työkalun kovuutta ja jolla on korkeampi hapetuslämpötila. Pinnoitetta voidaan käyttää nopean teräksen leikkaustyökaluissa tai muovaustyökaluissa erittäin hyvien työstötulosten saavuttamiseksi.
2 Titaanikarbidi-nitridipinnoite (TiCN)
TiCN-pinnoitteeseen lisätty hiilielementti voi lisätä työkalun kovuutta ja saada paremman pinnan voitelevuuden, mikä on ihanteellinen pinnoite pikaterästyökaluille.
3 Typpi-alumiini-titaani tai typpi-titaani-alumiinipinnoite (TiAlN/AlTiN)
TiAlN/AlTiN-pinnoitteeseen muodostettu alumiinioksidikerros voi tehokkaasti parantaa työkalun korkean lämpötilan työstöikää. Tämä pinnoite voidaan valita kovametallityökaluille, joita käytetään pääasiassa kuiva- tai puolikuivaleikkauksessa. Pinnoitteen sisältämän alumiinin ja titaanin suhteesta riippuen AlTiN-pinnoitteet voivat tarjota korkeamman pintakovuuden kuin TiAlN-pinnoitteet, joten se on toinen käyttökelpoinen pinnoitusvaihtoehto nopeaan koneistukseen.
4 kromialumiininitridipinnoite (AlCrN)
AlCrN-pinnoitteen hyvät paakkuuntumisenesto-ominaisuudet tekevät siitä suosituimman pinnoitteen prosessoinnissa, joka on altis kasaantumiselle. Nopeiden teräs- tai kovametallileikkaustyökalujen ja muotoilutyökalujen työstöteho paranee huomattavasti tämän lähes näkymätön pinnoitteen levittämisen jälkeen.
5 Timanttipinnoite (Timantti)
CVD-timanttipinnoite voi tarjota parhaan suorituskyvyn ei-rautametallimateriaalien työstötyökaluissa, ja se on ihanteellinen pinnoite grafiitin, metallimatriisikomposiittien (MMC), korkeapiipitoisten alumiiniseosten ja monien muiden erittäin hankaavien materiaalien käsittelyyn (Huomautus: puhdas timanttipinnoite Leikkuutyökalulla ei voida työstää teräsosia, koska teräsosien työstö tuottaa paljon leikkauslämpöä ja aiheuttaa kemiallisen reaktion, joka tuhoaa pinnoitteen ja työkalun välisen tartuntakerroksen).
Kovaan jyrsintään, kierteitykseen ja poraukseen on olemassa erilaisia pinnoitteita, joista jokaisella on oma käyttötarkoituksensa. Lisäksi saatavilla on myös monikerroksisia pinnoitteita, joissa pintakerroksen ja työkalun alustan väliin on upotettu muita pinnoitteita, jotka voivat pidentää työkalun käyttöikää entisestään.
3 Onnistunut pinnoitteen levitys
Päällysteen kustannustehokkaan levityksen saavuttaminen voi riippua monista tekijöistä, mutta yleensä kullekin erityiselle käsittelysovellukselle on olemassa vain yksi tai muutama käyttökelpoinen pinnoitusvaihtoehto.
Oikea pinnoitteen ja sen ominaisuuksien valinta voi tarkoittaa eroa prosessoitavuuden huomattavan parantumisen ja vähäisen tai ei ollenkaan parantumisen välillä. Leikkaussyvyys, leikkausnopeus ja jäähdytysneste voivat kaikki vaikuttaa siihen, kuinka hyvin työkalun pinnoite levitetään.
Koska työkappaleen materiaalin työstyksessä on monia muuttujia, yksi parhaista tavoista määrittää, mikä pinnoite valita, on koeleikkaus. Pinnoitetoimittajat kehittävät jatkuvasti lisää uusia pinnoitteita parantaakseen entisestään pinnoitteen korkeiden lämpötilojen kestävyyttä, kitkankestävyyttä ja kulutuskestävyyttä. On aina hyvä tehdä yhteistyötä pinnoitteiden (työkalujen) valmistajien kanssa uusimpien ja parhaiden työkalupinnoitteiden validoimiseksi koneistussovelluksiin.
