آماده سازی سطح مناسب روی ابزارهای گرد کوچک می تواند عمر ابزار را افزایش دهد، زمان چرخه ماشینکاری را کاهش دهد و کیفیت سطح ماشینکاری شده را بهبود بخشد. اما انتخاب پوشش ابزار مناسب برای نیازهای ماشینکاری شما می تواند گیج کننده و کار فشرده باشد.
هر پوشش دارای مزایا و معایب در ماشینکاری است. اگر پوشش نامناسبی انتخاب شود، ممکن است عمر ابزار کمتری نسبت به ابزار بدون روکش داشته باشد و حتی گاهی مشکلات بیشتری نسبت به قبل از پوشش ایجاد کند.
انواع مختلفی از پوشش های ابزار برای انتخاب وجود دارد، از جمله پوشش های PVD، پوشش های CVD، و پوشش های کامپوزیتی که به طور متناوب PVD و CVD و غیره را پوشش می دهند. این پوشش ها را می توان به راحتی از سازندگان ابزار یا تامین کنندگان پوشش تهیه کرد. کف.
در این مقاله به طور مختصر ویژگی های رایج برخی از پوشش های ابزار و برخی از گزینه های رایج پوشش PVD و CVD معرفی می شود. هر ویژگی پوشش نقش مهمی در تعیین اینکه کدام پوشش برای عملیات برش سودمندتر است، ایفا می کند.
1 خواص پوشش
سختی
سختی سطح بالایی که توسط پوشش ایجاد می شود یکی از بهترین راه ها برای افزایش عمر ابزار است. به طور کلی، هر چه مواد یا سطح سختتر باشد، ابزار بیشتر دوام میآورد.
پوششهای تیتانیوم کاربید نیترید (TiCN) سختی بالاتری نسبت به پوششهای نیترید تیتانیوم (TiN) دارند. با توجه به افزایش محتوای کربن، سختی پوشش TiCN 33 درصد افزایش یافته و سختی آن از حدود Hv3000 تا 4000 (بسته به سازنده) متغیر است.
استفاده از پوشش الماس CVD با سختی سطحی به اندازه Hv9000 بر روی ابزارهای برش نسبتاً بالغ بوده است. در مقایسه با ابزارهای برش پوشش PVD، عمر ابزارهای برش پوشش الماس CVD 10 تا 20 برابر افزایش یافته است. سختی بالای پوشش الماس و توانایی افزایش 2 تا 3 برابری سرعت برش در مقایسه با ابزارهای بدون روکش آن را به انتخاب خوبی برای برش مواد غیر آهنی تبدیل کرده است.
مقاومت در برابر سایش
مقاومت در برابر سایش به توانایی یک پوشش برای مقاومت در برابر سایش اشاره دارد. در حالی که برخی از مواد قطعه کار ممکن است به خودی خود خیلی سخت نباشند، عناصر اضافه شده و فرآیندهای استفاده شده در طول تولید ممکن است باعث بریدگی یا کدر شدن لبه برش ابزار شوند.
روانکاری سطح
ضریب اصطکاک بالا گرمای برش را افزایش می دهد که منجر به کوتاه شدن عمر پوشش و حتی خرابی می شود. کاهش ضریب اصطکاک می تواند عمر ابزار را تا حد زیادی افزایش دهد. یک سطح پوششی صاف یا با بافت منظم به کاهش حرارت برش کمک می کند زیرا سطح صاف به تراشه ها اجازه می دهد تا به سرعت از سطح چنگک بریزند و تولید گرما را کاهش دهد. ابزارهای روکش شده با روانکاری سطح بهتر نیز می توانند با سرعت های برش بالاتر نسبت به ابزارهای بدون روکش ماشین کاری شوند و از جوشکاری داغ با مواد قطعه کار جلوگیری شود.
دمای اکسیداسیون
دمای اکسیداسیون به مقدار دمایی اشاره دارد که در آن پوشش شروع به تجزیه می کند. هرچه مقدار دمای اکسیداسیون بالاتر باشد، برای برش در شرایط دمای بالا مطلوب تر است. اگرچه سختی دمای اتاق پوشش TiAlN ممکن است کمتر از پوشش TiCN باشد، اما ثابت شده است که در پردازش دمای بالا بسیار مؤثرتر از TiCN است. اضافه کردن WeChat: Yuki7557 برای ارسال یک کپی از آموزش برنامه ماکرو. دلیل اینکه پوشش TiAlN همچنان می تواند سختی خود را در دماهای بالا حفظ کند این است که لایه ای از اکسید آلومینیوم بین ابزار و تراشه تشکیل می شود. لایه اکسید آلومینیوم می تواند گرما را از ابزار به قطعه کار یا swarf منتقل کند. ابزارهای کاربید معمولاً سرعت برش بالاتری نسبت به ابزارهای فولادی با سرعت بالا دارند و TiAlN را به پوشش انتخابی ابزار کاربید تبدیل می کند. مته های کاربید و آسیاب های انتهایی اغلب دارای این پوشش PVD TiAlN هستند.
ضد چسبندگی
خاصیت ضد چسبندگی پوشش از واکنش شیمیایی بین ابزار و ماده در حال پردازش جلوگیری یا کاهش می دهد و از رسوب مواد قطعه کار روی ابزار جلوگیری می کند.
هنگام ماشینکاری فلزات غیرآهنی (مانند آلومینیوم، برنج و غیره)، لبه های ساخته شده (BUE) اغلب روی ابزار ایجاد می شود که ممکن است باعث بریدگی ابزار یا ابعاد قطعه کار خارج از تحمل شود. هنگامی که مواد در حال ماشینکاری شروع به چسبیدن به ابزار می کند، چسبندگی به گسترش ادامه می دهد.
هنگام پردازش یک قطعه کار آلومینیومی با یک شیر فرم دهنده، آلومینیوم چسبیده به شیر پس از پردازش هر سوراخ افزایش می یابد، به طوری که قطر شیر در انتها بیش از حد بزرگ می شود و باعث می شود اندازه قطعه کار خارج از تحمل و از بین برود. پوششهای با خاصیت ضد چسبندگی خوب حتی در شرایط ماشینکاری که خواص خنککننده ضعیف یا تمرکز ناکافی است، به خوبی کار میکنند.
2 پوشش های رایج
1 پوشش نیترید تیتانیوم (TiN)
TiN یک پوشش PVD همه منظوره است که سختی ابزار را افزایش می دهد و دمای اکسیداسیون بالاتری دارد. این پوشش را می توان برای ابزارهای برش فولادی با سرعت بالا یا ابزارهای شکل دهی برای به دست آوردن نتایج بسیار خوب پردازش استفاده کرد.
2 پوشش نیترید تیتانیوم کاربید (TiCN)
عنصر کربن اضافه شده در پوشش TiCN می تواند سختی ابزار را افزایش دهد و روانکاری سطح بهتری را به دست آورد که یک پوشش ایده آل برای ابزارهای فولادی با سرعت بالا است.
3 پوشش نیتروژن-آلومینیوم-تیتانیوم یا نیتروژن-تیتانیوم-آلومینیوم (TiAlN/AlTiN)
لایه آلومینا تشکیل شده در پوشش TiAlN/AlTiN می تواند به طور موثر عمر ماشین کاری ابزار را در دمای بالا بهبود بخشد. این پوشش را می توان برای ابزار کاربید سیمانی که عمدتاً در برش خشک یا نیمه خشک استفاده می شود انتخاب کرد. بسته به نسبت آلومینیوم و تیتانیوم موجود در پوشش، پوششهای AlTiN میتوانند سختی سطح بالاتری را نسبت به پوششهای TiAlN ایجاد کنند، بنابراین یکی دیگر از گزینههای پوششی مناسب برای ماشینکاری با سرعت بالا است.
4 پوشش نیترید آلومینیوم کروم (AlCrN)
خواص ضد گیرایی خوب پوشش AlCrN آن را به پوشش منتخب در فرآیندهای مستعد ایجاد لبه تبدیل می کند. عملکرد ماشینکاری ابزارهای برش فولادی یا کاربیدی با سرعت بالا و ابزارهای شکل دهی پس از اعمال این پوشش تقریباً نامرئی بسیار بهبود می یابد.
5 پوشش الماس (الماس)
پوشش الماس CVD می تواند بهترین عملکرد را برای ابزارهای پردازش مواد فلزی غیرآهنی ارائه دهد و یک پوشش ایده آل برای پردازش گرافیت، کامپوزیت های زمینه فلزی (MMC)، آلیاژهای آلومینیوم با سیلیکون بالا و بسیاری از مواد بسیار ساینده دیگر است (توجه: پوشش الماس خالص از ابزار برش برای پردازش قطعات فولادی نمی توان استفاده کرد، زیرا ماشینکاری قطعات فولادی حرارت برش زیادی ایجاد می کند و باعث واکنش شیمیایی می شود که لایه چسبندگی بین پوشش و ابزار را از بین می برد.
پوشش های مختلفی برای فرز سخت، ضربه زدن و سوراخ کاری وجود دارد که هر کدام کاربرد خاص خود را دارند. علاوه بر این، پوشش های چند لایه نیز موجود است که دارای پوشش های دیگری بین لایه سطحی و زیرلایه ابزار است که می تواند عمر مفید ابزار را بیشتر کند.
3 اجرای موفقیت آمیز پوشش
دستیابی به کاربرد مقرون به صرفه یک پوشش میتواند به عوامل زیادی بستگی داشته باشد، اما معمولاً تنها یک یا چند گزینه پوشش مناسب برای هر کاربرد پردازشی خاص وجود دارد.
انتخاب صحیح پوشش و خواص آن می تواند به معنای تفاوت بین بهبود محسوس در فرآیندپذیری و بهبود کم یا بدون آن باشد. عمق برش، سرعت برش و مایع خنککننده همگی میتوانند بر روی نحوه استفاده از پوشش ابزار تأثیر بگذارند.
به دلیل متغیرهای زیادی که در ماشین کاری مواد قطعه کار وجود دارد، یکی از بهترین راه ها برای تعیین پوشش انتخابی، برش آزمایشی است. تامین کنندگان پوشش به طور مداوم در حال توسعه پوشش های جدید بیشتری برای بهبود بیشتر مقاومت پوشش در دمای بالا، مقاومت در برابر اصطکاک و مقاومت در برابر سایش هستند. همیشه خوب است که با سازندگان پوشش (ابزار) کار کنید تا آخرین و بهترین پوششهای ابزار برای کاربردهای ماشینکاری را تأیید کنید.
