Griezējinstrumentu pārklājumi uzlabo griezējinstrumentu berzes un nodiluma īpašības, tāpēc tie ir būtiski griešanas darbībās.Daudzus gadus virsmu apstrādes tehnoloģiju nodrošinātāji ir izstrādājuši pielāgotus pārklājuma risinājumus, lai uzlabotu griezējinstrumenta nodilumizturību, apstrādes efektivitāti un kalpošanas laiku.Unikālo izaicinājumu rada četru elementu uzmanība un optimizācija: (i) griezējinstrumentu virsmu apstrāde pirms un pēc pārklāšanas;ii) pārklājuma materiāli;iii) pārklājuma struktūras;un iv) integrēta apstrādes tehnoloģija pārklātiem griezējinstrumentiem.
Griezējinstrumentu nodiluma avoti
Griešanas procesā saskares zonā starp griezējinstrumentu un sagataves materiālu rodas daži nodiluma mehānismi.Piemēram, savienojuma nodilums starp mikroshēmu un griešanas virsmu, instrumenta abrazīvs nodilums no cietajiem punktiem sagataves materiālā un nodilums, ko izraisa berzes ķīmiskās reakcijas (materiāla ķīmiskās reakcijas, ko izraisa mehāniska iedarbība un augsta temperatūra).Tā kā šie berzes spriegumi samazina griezējinstrumenta griešanas spēku un saīsina instrumenta kalpošanas laiku, tie galvenokārt ietekmē griezējinstrumenta apstrādes efektivitāti.
Virsmas pārklājums samazina berzes efektu, savukārt griezējinstrumenta bāzes materiāls atbalsta pārklājumu un absorbē mehānisko spriegumu.Uzlabotā berzes sistēmas veiktspēja var ietaupīt materiālu un samazināt enerģijas patēriņu papildus produktivitātes palielināšanai.
Pārklājuma loma apstrādes izmaksu samazināšanā
Griešanas instrumenta kalpošanas laiks ir svarīgs izmaksu faktors ražošanas ciklā.Cita starpā griezējinstrumenta kalpošanas laiku var definēt kā laiku, kurā mašīna var tikt apstrādāta bez pārtraukuma, pirms ir nepieciešama apkope.Jo ilgāks ir griezējinstrumenta kalpošanas laiks, jo zemākas ir izmaksas ražošanas pārtraukumu dēļ un jo mazāk mašīnai jāveic apkopes darbi.
Pat ļoti augstās griešanas temperatūrās griezējinstrumenta lietošanas laiku var pagarināt ar pārklājumu, tādējādi būtiski samazinot apstrādes izmaksas.Turklāt griezējinstrumenta pārklājums var samazināt nepieciešamību pēc eļļošanas šķidrumiem.Ne tikai samazina materiālu izmaksas, bet arī palīdz aizsargāt vidi.
Pirms un pēc pārklājuma apstrādes ietekme uz produktivitāti
Mūsdienu griešanas operācijās griezējinstrumentiem ir jāiztur augsts spiediens (>2 GPa), augsta temperatūra un pastāvīgi termiskā sprieguma cikli.Pirms un pēc griezējinstrumenta pārklājuma tas ir jāapstrādā ar atbilstošu procesu.
Pirms griezējinstrumenta pārklājuma var izmantot dažādas pirmapstrādes metodes, lai sagatavotos nākamajam pārklāšanas procesam, vienlaikus būtiski uzlabojot pārklājuma saķeri.Strādājot kopā ar pārklājumu, instrumenta griešanas malas sagatavošana var arī palielināt griešanas ātrumu un padeves ātrumu, kā arī pagarināt griezējinstrumenta kalpošanas laiku.
Pārklājuma pēcapstrādei (malu sagatavošana, virsmas apstrāde un strukturēšana) arī ir noteicošā loma griezējinstrumenta optimizēšanā, jo īpaši, lai novērstu iespējamu priekšlaicīgu nodilumu, veidojoties skaidām (sagataves materiāla savienošana ar griešanas malu). rīks).
Pārklājuma apsvērumi un izvēle
Prasības pārklājuma veiktspējai var būt ļoti dažādas.Apstrādes apstākļos, kad griešanas malas temperatūra ir augsta, pārklājuma karstumizturīgās nodiluma īpašības kļūst ārkārtīgi svarīgas.Paredzams, ka mūsdienu pārklājumiem vajadzētu būt arī šādām īpašībām: izcila veiktspēja augstā temperatūrā, izturība pret oksidēšanu, augsta cietība (pat augstā temperatūrā) un mikroskopiskā stingrība (plastiskums), pateicoties nanostrukturētu slāņu konstrukcijai.
Efektīviem griezējinstrumentiem, optimizēta pārklājuma saķere un saprātīgs atlikušo spriegumu sadalījums ir divi izšķiroši faktori.Pirmkārt, ir jāņem vērā mijiedarbība starp pamatnes materiālu un pārklājuma materiālu.Otrkārt, starp pārklājuma materiālu un apstrādājamo materiālu jābūt pēc iespējas mazākai afinitātei.Pārklājuma un sagataves saķeres iespējamību var ievērojami samazināt, izmantojot atbilstošu instrumenta ģeometriju un pārklājuma pulēšanu.
Alumīnija pārklājumus (piemēram, AlTiN) griešanas nozarē parasti izmanto kā griezējinstrumentu pārklājumus.Augstas griešanas temperatūras ietekmē šie alumīnija pārklājumi var veidot plānu un blīvu alumīnija oksīda slāni, kas apstrādes laikā nepārtraukti atjaunojas, aizsargājot pārklājumu un zem tā esošo substrāta materiālu no oksidatīvā uzbrukuma.
Pārklājuma cietību un oksidācijas izturību var regulēt, mainot alumīnija saturu un pārklājuma struktūru.Piemēram, palielinot alumīnija saturu, izmantojot nanostruktūras vai mikrosakausējumu (ti, sakausējot ar zema satura elementiem), pārklājuma oksidācijas pretestību var uzlabot.
Papildus pārklājuma materiāla ķīmiskajam sastāvam pārklājuma struktūras izmaiņas var būtiski ietekmēt pārklājuma veiktspēju.Atšķirīgā griezējinstrumenta veiktspēja ir atkarīga no dažādu elementu sadalījuma pārklājuma mikrostruktūrā.
Mūsdienās vairākus atsevišķus pārklājuma slāņus ar dažādu ķīmisko sastāvu var apvienot kompozītmateriālu pārklājuma slānī, lai iegūtu vēlamo veiktspēju.Šī tendence turpinās attīstīties arī nākotnē – jo īpaši izmantojot jaunas pārklāšanas sistēmas un pārklāšanas procesus, piemēram, HI3 (High Ionization Triple) loka iztvaicēšanas un izsmidzināšanas hibrīda pārklājuma tehnoloģiju, kas apvieno trīs ļoti jonizētus pārklāšanas procesus vienā.
Kā vispusīgs pārklājums, titāna un silīcija bāzes (TiSi) pārklājumi nodrošina lielisku apstrādājamību.Šos pārklājumus var izmantot gan augstas cietības tēraudu ar dažādu karbīda saturu (serdes cietība līdz HRC 65), gan vidējas cietības tēraudu (serdes cietība HRC 40) apstrādei.Pārklājuma struktūras dizainu var pielāgot atbilstoši dažādiem apstrādes pielietojumiem.Rezultātā uz titāna silikona bāzes pārklātus griezējinstrumentus var izmantot dažādu sagatavju materiālu griešanai un apstrādei, sākot no augsti leģētiem, mazleģētiem tēraudiem līdz rūdītiem tēraudiem un titāna sakausējumiem.Augstas apdares griešanas testi plakanām sagatavēm (cietība HRC 44) ir parādījuši, ka pārklāti griezējinstrumenti var gandrīz divas reizes palielināt to kalpošanas laiku un samazināt virsmas raupjumu aptuveni 10 reizes.
Titāna un silīcija bāzes pārklājums samazina turpmāko virsmas pulēšanu.Paredzams, ka šādus pārklājumus izmantos apstrādē ar lielu griešanas ātrumu, augstu malu temperatūru un augstu metāla noņemšanas ātrumu.
Dažiem citiem PVD pārklājumiem (īpaši mikroleģētiem pārklājumiem) pārklājumu uzņēmumi arī cieši sadarbojas ar pārstrādātājiem, lai pētītu un izstrādātu dažādus optimizētus virsmas apstrādes risinājumus.Tāpēc ir iespējami un praktiski pielietojami būtiski uzlabojumi apstrādes efektivitātē, griezējinstrumentu izmantošanā, apstrādes kvalitātē un mijiedarbībā starp materiālu, pārklājumu un apstrādi.Sadarbojoties ar profesionālu pārklājuma partneri, lietotāji var palielināt savu instrumentu izmantošanas efektivitāti visā to dzīves ciklā.
Izlikšanas laiks: 07.11.2022