Выбор покрытия инструмента для повышения стойкости инструмента при механической обработке
|
|
Технология покрытия инструмента связана с модификацией поверхности инструмента, которая может улучшить его прочность и работу при выполнении механической обработки. После появления высокоскоростных режущих инструментов наблюдается всплеск внедрения технологии покрытия инструментов. Между тем, покрытие инструмента считается одной из наиболее важных частей в индустрии производства высокоскоростных инструментов.
Поверхность режущего инструмента покрывают тонкой пленкой, как правило, физическими и химическими методами. Покрытие позволяет режущему инструменту работать с максимальной эффективностью при обработке. |
Вот некоторые характеристики технологии покрытия поверхности инструмента:
- Покрытие на инструменте значительно увеличивает его твердость без ущерба для прочности. В настоящее время достижимая твердость достигла значения 100 ГПа.
- Благодаря постоянному развитию технологии покрытия стойкость к высокотемпературному окислению и химическая стабильность покрытия на инструменте стали еще лучше и обеспечивают наилучшие характеристики.
- Смазочные пленки обладают исключительной твердофазной смазкой для улучшения качества обработки.
- Покрытие на инструменте не влияет на точность обработки.
Каковы преимущества покрытия инструмента?
|
Срок службы инструмента
увеличивается. |
Эффективность резки
повышается. |
|
Покрытие инструмента обеспечивает
лучшее качество поверхности. |
Это снижает затраты и потребность
в охлаждающей жидкости при обработке. |
Тем не менее, 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 инструментов широко используются?
|
Алмазное покрытие
|
Покрытие из нитрида титана (TiN)
|
|
Покрытие из нитрида хрома (CrN)
|
Азото-титаново-карбидное покрытие (TiCN)
|
|
Покрытие из нитрида алюминия или нитрид алюминия-титан (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?
- Температура окисления
Под температурой окисления подразумевается температура, при которой покрытие инструмента начинает отделяться. Чем выше степень окисления, тем лучше будет покрытие. Учитывая это, TiAIN обеспечивает самую высокую температуру окисления, так как слой оксида алюминия образуется между инструментом и чипом. Так тепло передается заготовке или чипу. - Твердость
Покрытие TiCN имеет более высокую твердость, чем покрытия TiN, и поэтому TiCN широко используется. Из-за повышенного содержания углерода в TiCN твердость становится выше до 33%, а диапазон остается в пределах 3000-4000 (HV). С твердостью поверхности до 9000 (HV) покрытие CVD является гораздо лучшим вариантом, чем инструмент с покрытием PVD, увеличивая срок службы до 10-20 раз. - Стойкость к истиранию
Способность покрытия сопротивляться износу называется сопротивлением истиранию. Поскольку некоторые инструменты по своей природе недостаточно тверды, чтобы выдерживать операцию обработки, они покрыты подходящим материалом. - Смазывающая способность поверхности
Высокий коэффициент трения обычно нагревает инструмент и заготовку, что отрицательно сказывается на эффективности процесса. Тем не менее, гладкая или текстурированная поверхность с регулярным покрытием снижает тепловыделение во время процесса, поскольку теперь можно избежать потерь на трение. Между тем, инструменты с покрытием также могут способствовать повышению скорости резания благодаря отсутствию трения. - Адгезионное сопротивление
Покрытие в значительной степени предотвращает взаимодействие между реальной поверхностью инструмента и заготовкой, улучшая качество обработки поверхности и предотвращая налипание заготовки на инструмент. Это свойство защиты от прилипания позволяет избежать необходимости в охлаждающей жидкости и внешней смазке без ущерба для качества обработки.
Для экономичного и эффективного нанесения покрытия необходимо учитывать множество факторов, включая глубину резания, скорость, температуру, износ, трение и другие. Кроме того, правильный выбор покрытия инструмента и его свойств может значительно повысить общую эффективность и производительность процесса обработки.