Beschichtunge fir Schnëttwierkszeugen verbesseren d'Reibungs- an d'Verschleisseigenschaften vu Schnëttwierkszeugen, dofir si se essentiell bei Schnëttoperatiounen. Zënter ville Joren entwéckele Fournisseuren vun der Uewerflächenveraarbechtungstechnologie personaliséiert Beschichtungsléisungen, fir d'Verschleissbeständegkeet, d'Bearbechtungseffizienz an d'Liewensdauer vu Schnëttwierkszeugen ze verbesseren. Déi eenzegaarteg Erausfuerderung kënnt aus der Opmierksamkeet an der Optimiséierung vu véier Elementer: (i) d'Veraarbechtung vun de Schnëttwierkszeuguewerflächen virun an no der Beschichtung; (ii) Beschichtungsmaterialien; (iii) Beschichtungsstrukturen; an (iv) integréiert Veraarbechtungstechnologie fir beschichtete Schnëttwierkszeugen.
Verschleissquellen vun Schneidwierkszeugen
Wärend dem Schnëttprozess trieden e puer Verschleissmechanismen an der Kontaktzon tëscht dem Schnëttinstrument an dem Material vum Werkstéck op. Zum Beispill Gehäuseverschleiss tëscht dem Span an der Schnëttoberfläche, abrasive Verschleiss vum Instrument duerch haart Punkten am Material vum Werkstéck, a Verschleiss, deen duerch reibungschemesch Reaktiounen verursaacht gëtt (chemesch Reaktioune vum Material, déi duerch mechanesch Handlung an héich Temperaturen verursaacht ginn). Well dës Reibungsspannungen d'Schnëttkraaft vum Schnëttinstrument reduzéieren an d'Liewensdauer vum Instrument verkierzen, beaflossen se haaptsächlech d'Bearbechtungseffizienz vum Schnëttinstrument.
D'Uewerflächenbeschichtung reduzéiert den Effekt vun der Reibung, während d'Basismaterial vum Schneidwierkszeug d'Beschichtung ënnerstëtzt an mechanesch Belaaschtung absorbéiert. Déi verbessert Leeschtung vum Reibungssystem kann Material spueren an den Energieverbrauch reduzéieren, zousätzlech zur Erhéijung vun der Produktivitéit.
D'Roll vun der Beschichtung bei der Reduktioun vun de Veraarbechtungskäschten
D'Liewensdauer vum Schnëttwierkzeug ass e wichtege Käschtefaktor am Produktiounszyklus. Ënner anerem kann d'Liewensdauer vum Schnëttwierkzeug definéiert ginn als d'Zäit, an där eng Maschinn ouni Ënnerbriechung veraarbecht ka ginn, ier Ënnerhalt néideg ass. Wat méi laang d'Liewensdauer vum Schnëttwierkzeug ass, wat méi niddreg d'Käschte wéinst Produktiounsënnerbriechungen sinn a wat manner Ënnerhaltsaarbechten d'Maschinn maache muss.
Och bei ganz héije Schnëtttemperaturen kann d'Liewensdauer vum Schnëttwierkszeug duerch Beschichtung verlängert ginn, wouduerch d'Bearbechtungskäschte däitlech reduzéiert ginn. Zousätzlech kann d'Beschichtung vu Schnëttwierkszeugen de Besoin u Schmierflëssegkeeten reduzéieren. Reduzéiert net nëmmen d'Materialkäschten, mee hëlleft och den Ëmweltschutz.
Effekt vun der Veraarbechtung virun an no der Beschichtung op d'Produktivitéit
Bei modernen Schnëttbetriber mussen Schnëttwierkzeugs héijen Drock (>2 GPa), héijen Temperaturen a konstante Zyklen vun thermescher Belaaschtung ausstoen. Virun an no der Beschichtung vum Schnëttwierkzeug muss et mat dem entspriechende Prozess behandelt ginn.
Virun der Beschichtung vum Schneidwierkszeug kënnen ënnerschiddlech Virbehandlungsmethoden benotzt ginn, fir de spéidere Beschichtungsprozess virzebereeden, wärend d'Adhäsioun vun der Beschichtung däitlech verbessert gëtt. Duerch d'Virbereedung vun der Schneidkant a Verbindung mat der Beschichtung kann d'Schnëttgeschwindegkeet an d'Zufuhrgeschwindegkeet erhéicht ginn, an d'Liewensdauer vum Schneidwierkszeug verlängert ginn.
D'Beschichtungs-Nobearbeitung (Kantenvirbereedung, Uewerflächenveraarbechtung a Strukturéierung) spillt och eng entscheedend Roll bei der Optimiséierung vum Schnëttwierkzeug, besonnesch fir méigleche fréizäitege Verschleiung duerch d'Bildung vu Spanen (Verbindung vum Werkstückmaterial un der Schneidkant vum Werkzeug) ze vermeiden.
Iwwerleeungen a Selektioun vu Beschichtungen
D'Ufuerderunge fir d'Beschichtungsleistung kënne ganz ënnerschiddlech sinn. Ënner Bearbeitungsbedingungen, wou d'Schneidtemperatur héich ass, ginn d'Hëtztbeständegkeet vun der Beschichtung extrem wichteg. Et gëtt erwaart, datt modern Beschichtungen och déi folgend Eegeschafte solle hunn: exzellent Héichtemperaturleistung, Oxidatiounsbeständegkeet, héich Häert (och bei héijen Temperaturen) a mikroskopesch Zähegkeet (Plastizitéit) duerch den Design vun nanostrukturéierte Schichten.
Fir effizient Schneidwierkzeug sinn eng optiméiert Beschichtungshaftung an eng raisonnabel Verdeelung vun de Reschtspannungen zwee entscheedend Faktoren. Éischtens muss d'Interaktioun tëscht dem Substratmaterial an dem Beschichtungsmaterial berécksiichtegt ginn. Zweetens soll et sou wéineg Affinitéit wéi méiglech tëscht dem Beschichtungsmaterial an dem ze veraarbechte Material ginn. D'Méiglechkeet vun enger Haftung tëscht der Beschichtung an dem Werkstéck kann duerch d'Benotzung vun enger passender Werkzeuggeometrie an d'Poléierung vun der Beschichtung däitlech reduzéiert ginn.
Beschichtungen op Aluminiumbasis (z.B. AlTiN) ginn dacks als Beschichtunge fir Schnëttwierkszeug an der Schnëttindustrie benotzt. Ënnert dem Afloss vun héijen Schnëtttemperaturen kënnen dës Beschichtungen op Aluminiumbasis eng dënn an dicht Schicht aus Aluminiumoxid bilden, déi sech während der Bearbechtung kontinuéierlech erneiert a sou d'Beschichtung an d'Substratmaterial drënner virun oxidativen Attacken schützt.
D'Häert an d'Oxidatiounsbeständegkeet vun enger Beschichtung kënnen ugepasst ginn andeems den Aluminiumgehalt an d'Beschichtungsstruktur geännert ginn. Zum Beispill, andeems den Aluminiumgehalt erhéicht gëtt, Nanostrukturen oder Mikrolegierungen (dh Legierungen mat Elementer mat nidderegem Gehalt) benotzt ginn, kann d'Oxidatiounsbeständegkeet vun der Beschichtung verbessert ginn.
Nieft der chemescher Zesummesetzung vum Beschichtungsmaterial kënnen Ännerungen an der Beschichtungsstruktur d'Leeschtung vun der Beschichtung däitlech beaflossen. Déi ënnerschiddlech Leeschtung vun de Schneidwierkszeugen hänkt vun der Verdeelung vun de verschiddenen Elementer an der Beschichtungsmikrostruktur of.
Hautdesdaags kënnen e puer eenzel Beschichtungsschichten mat ënnerschiddleche chemeschen Zesummesetzungen zu enger Komposit-Beschichtungsschicht kombinéiert ginn, fir déi gewënscht Leeschtung ze kréien. Dësen Trend wäert sech an Zukunft weiderentwéckelen – besonnesch duerch nei Beschichtungssystemer a Beschichtungsprozesser, wéi zum Beispill d'HI3 (High Ionization Triple) Bouverdampfungs- a Sputtering-Hybridbeschichtungstechnologie, déi dräi héichioniséiert Beschichtungsprozesser an een kombinéiert.
Als Allround-Beschichtung bidden Beschichtungen op Titan-Siliziumbasis (TiSi) eng exzellent Bearbechtbarkeet. Dës Beschichtunge kënne fir d'Veraarbechtung vu Stähle mat héijer Härtheet a verschiddenen Hartmetallgehalter (Kärhärte bis HRC 65) a Stähle mat mëttlerer Härtheet (Kärhärte HRC 40) benotzt ginn. Den Design vun der Beschichtungsstruktur kann deementspriechend un déi verschidde Bearbechtungsapplikatioune ugepasst ginn. Dofir kënnen op Titan-Siliziumbasis beschichtete Schnëttwierkzeug fir d'Schneiden a Veraarbechtung vun enger breeder Palette vu Werkstéckmaterialien benotzt ginn, vu héichlegéierten, niddreglegéierten Stähle bis hin zu gehärtete Stähle an Titanlegierungen. Héichglanz-Schnëtttester op flaache Werkstécker (Härte HRC 44) hunn gewisen, datt beschichtete Schnëttwierkzeug hir Liewensdauer ëm bal duebel sou héich wéi méiglech an d'Uewerflächenrauheet ëm ongeféier zéngmol reduzéiere kënnen.
Déi op Titan-Silizium-Basis Beschichtung miniméiert déi spéider Uewerflächenpoléierung. Esou Beschichtunge ginn erwaart a Veraarbechtung mat héije Schnëttgeschwindegkeeten, héijen Temperaturen um Rand an héijer Metallofspuerquote benotzt.
Fir verschidden aner PVD-Beschichtungen (besonnesch Mikrolegierungsbeschichtungen) schaffen d'Beschichtungsfirmen och enk mat de Veraarbechter zesummen, fir verschidden optiméiert Uewerflächenveraarbechtungsléisungen ze erfuerschen an z'entwéckelen. Dofir si bedeitend Verbesserungen an der Bearbechtungseffizienz, der Notzung vu Schnëttwierkzeugen, der Bearbechtungsqualitéit an der Interaktioun tëscht Material, Beschichtung a Bearbechtung méiglech a praktesch uwendbar. Duerch d'Zesummenaarbecht mat engem professionelle Beschichtungspartner kënnen d'Benotzer d'Notzungseffizienz vun hiren Tools während hirem ganze Liewenszyklus erhéijen.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 07. November 2022