Tegaĵoj de tranĉiloj plibonigas la frotajn kaj eluziĝajn ecojn de tranĉiloj, tial ili estas esencaj en tranĉoperacioj. Dum multaj jaroj, provizantoj de surfacprilabora teknologio disvolvis personecigitajn tegaĵajn solvojn por plibonigi eluziĝreziston, maŝinadan efikecon kaj servodaŭron de tranĉiloj. La unika defio venas de la atento kaj optimumigo de kvar elementoj: (i) antaŭ- kaj post-tegaĵa prilaborado de tranĉiloj; (ii) tegaĵmaterialoj; (iii) tegaĵstrukturoj; kaj (iv) integra prilabora teknologio por tegitaj tranĉiloj.
Fontoj de eluziĝo de tranĉiloj
Dum la tranĉprocezo, iuj eluziĝaj mekanismoj okazas en la kontakta zono inter la tranĉilo kaj la prilaborita materialo. Ekzemple, ligita eluziĝo inter la peceto kaj la tranĉsurfaco, abrazia eluziĝo de la ilo per malmolaj punktoj en la prilaborita materialo, kaj eluziĝo kaŭzita de frikciaj kemiaj reakcioj (kemiaj reakcioj de la materialo kaŭzitaj de mekanika ago kaj altaj temperaturoj). Ĉar ĉi tiuj frikciaj streĉoj reduktas la tranĉforton de la tranĉilo kaj mallongigas la ilvivon, ili ĉefe influas la maŝinefikecon de la tranĉilo.
La surfaca tegaĵo reduktas la efikon de frotado, dum la baza materialo de la tranĉilo subtenas la tegaĵon kaj sorbas mekanikan streĉon. La plibonigita funkciado de la frota sistemo povas ŝpari materialon kaj redukti energikonsumon krom pliigi produktivecon.
La rolo de tegaĵo en reduktado de prilaboraj kostoj
La vivdaŭro de tranĉilo estas grava kostfaktoro en la produktadciklo. Interalie, la vivdaŭro de tranĉilo povas esti difinita kiel la tempo, dum kiu maŝino povas esti maŝinita sen interrompo antaŭ ol necesas riparado. Ju pli longa la vivdaŭro de tranĉilo, des pli malaltaj estas la kostoj pro produktadinterrompoj kaj des malpli da riparado la maŝino devas fari.
Eĉ ĉe tre altaj tranĉtemperaturoj, la uzdaŭro de la tranĉilo povas esti plilongigita per tegaĵo, tiel signife reduktante maŝinadkostojn. Krome, tegaĵo de tranĉilo povas redukti la bezonon de lubrikaj fluidoj. Ne nur reduktas materialkostojn, sed ankaŭ helpas protekti la medion.
Efiko de antaŭ- kaj post-tega prilaborado sur produktiveco
En modernaj tranĉoperacioj, tranĉiloj devas elteni altajn premojn (>2 GPa), altajn temperaturojn kaj konstantajn ciklojn de termika streso. Antaŭ kaj post la tegaĵo de la tranĉilo, ĝi devas esti traktita per la taŭga procezo.
Antaŭ la tegado de la tranĉilo, diversaj antaŭtraktadmetodoj povas esti uzataj por prepari la postan tegaĵprocezon, samtempe signife plibonigante la adheron de la tegaĵo. Kunlaborante kun la tegaĵo, la preparado de la tranĉrando de la ilo ankaŭ povas pliigi la tranĉrapidecon kaj furaĝrapidecon, kaj plilongigi la vivdaŭron de la tranĉilo.
La post-prilaborado de tegaĵo (randopreparo, surfacprilaborado kaj strukturado) ankaŭ ludas decidan rolon en la optimumigo de la tranĉilo, precipe por malhelpi eblan fruan eluziĝon per la formado de splitoj (ligado de la laborpeca materialo al la tranĉrando de la ilo).
Konsideroj pri tegaĵoj kaj elekto
La postuloj por la tegaĵa efikeco povas esti tre malsamaj. Sub maŝinadaj kondiĉoj, kie la tranĉrandotemperaturo estas alta, la varmorezistaj eluziĝkarakterizaĵoj de la tegaĵo fariĝas ekstreme gravaj. Oni atendas, ke modernaj tegaĵoj ankaŭ havu la jenajn karakterizaĵojn: bonegan alt-temperaturan efikecon, oksidiĝreziston, altan malmolecon (eĉ ĉe altaj temperaturoj), kaj mikroskopan durecon (plastikecon) per la dezajno de nanostrukturaj tavoloj.
Por efikaj tranĉiloj, optimumigita tegaĵa adhero kaj racia distribuo de restaj streĉoj estas du decidaj faktoroj. Unue, la interago inter la substrata materialo kaj la tegaĵa materialo devas esti konsiderata. Due, devus esti kiel eble plej malgranda afineco inter la tegaĵa materialo kaj la prilaborota materialo. La ebleco de adhero inter la tegaĵo kaj la laborpeco povas esti signife reduktita per uzado de taŭga ilgeometrio kaj polurado de la tegaĵo.
Alumini-bazitaj tegaĵoj (ekz. AlTiN) estas ofte uzataj kiel tegaĵoj por tranĉiloj en la tranĉindustrio. Sub la ago de altaj tranĉtemperaturoj, ĉi tiuj alumini-bazitaj tegaĵoj povas formi maldikan kaj densan tavolon de aluminio-oksido, kiu kontinue renoviĝas dum maŝinado, protektas la tegaĵon kaj la substratan materialon sub ĝi kontraŭ oksida atako.
La malmoleco kaj oksidiĝrezisto de tegaĵo povas esti adaptitaj per ŝanĝo de la aluminio-enhavo kaj la tegaĵstrukturo. Ekzemple, per pliigo de la aluminio-enhavo, uzado de nanostrukturoj aŭ mikroalojado (t.e., alojado kun malalt-enhavaj elementoj), la oksidiĝrezisto de la tegaĵo povas esti plibonigita.
Aldone al la kemia konsisto de la tegaĵa materialo, ŝanĝoj en la tegaĵa strukturo povas signife influi la rendimenton de la tegaĵo. La malsama rendimento de tranĉilo dependas de la distribuo de la diversaj elementoj en la tegaĵa mikrostrukturo.
Nuntempe, pluraj unuopaj tegaĵtavoloj kun malsamaj kemiaj konsistoj povas esti kombinitaj en kompozitan tegaĵtavolon por atingi la deziratan rendimenton. Ĉi tiu tendenco daŭre disvolviĝos en la estonteco - precipe per novaj tegaĵsistemoj kaj tegaĵprocezoj, kiel ekzemple la HI3 (High Ionization Triple) arka vaporiĝo kaj ŝprucado hibrida tegaĵteknologio, kiu kombinas tri altjonigitajn tegaĵprocezojn en unu.
Kiel multflanka tegaĵo, titanio-silicio-bazitaj (TiSi) tegaĵoj ofertas bonegan maŝineblecon. Ĉi tiuj tegaĵoj povas esti uzataj por prilabori kaj ŝtalojn kun alta malmoleco kaj malsamaj karbidaj enhavoj (kerna malmoleco ĝis HRC 65) kaj ŝtalojn kun meza malmoleco (kerna malmoleco HRC 40). La dezajno de la tegaĵa strukturo povas esti adaptita laŭ la malsamaj maŝinadaj aplikoj. Rezulte, titanio-silikon-bazitaj tegitaj tranĉiloj povas esti uzataj por tranĉi kaj prilabori vastan gamon da laborpecaj materialoj, de alt-alojitaj, malalt-alojitaj ŝtaloj ĝis harditaj ŝtaloj kaj titanaj alojoj. Alt-finpoluraj tranĉotestoj sur ebenaj laborpecoj (malmoleco HRC 44) montris, ke tegitaj tranĉiloj povas plilongigi sian vivon preskaŭ duoble kaj redukti surfacan malglatecon ĉirkaŭ 10-oble.
La titanio-silicio-bazita tegaĵo minimumigas postan surfacan poluradon. Tiaj tegaĵoj estos atendataj esti uzataj en prilaborado kun altaj tranĉrapidoj, altaj randotemperaturoj kaj altaj metalforigaj rapidecoj.
Por iuj aliaj PVD-tegaĵoj (precipe mikro-alojitaj tegaĵoj), tegaĵaj kompanioj ankaŭ kunlaboras proksime kun prilaboristoj por esplori kaj evoluigi diversajn optimumigitajn solvojn por surfaca prilaborado. Tial, signifaj plibonigoj en maŝinada efikeco, uzo de tranĉiloj, maŝinada kvalito kaj la interagado inter materialo, tegaĵo kaj maŝinado eblas kaj estas praktike aplikeblaj. Kunlaborante kun profesia tegaĵa partnero, uzantoj povas pliigi la utiligefikecon de siaj iloj dum sia tuta vivciklo.
Afiŝtempo: 7-a de novembro 2022