Pat ļoti augstās griešanas temperatūrās griezējinstrumenta kalpošanas laiku var pagarināt ar pārklājumu, tādējādi ievērojami samazinot apstrādes izmaksas. Turklāt griezējinstrumenta pārklājums var samazināt nepieciešamību pēc eļļošanas šķidrumiem. Tas ne tikai samazina materiālu izmaksas, bet arī palīdz aizsargāt vidi.
Apstrādes pirms un pēc pārklāšanas ietekme uz produktivitāti
Mūsdienu griešanas operācijās griezējinstrumentiem ir jāiztur augsts spiediens (>2 GPa), augsta temperatūra un pastāvīgi termiskās spriedzes cikli. Pirms un pēc griezējinstrumenta pārklāšanas tas ir jāapstrādā ar atbilstošu procesu.
Pirms griezējinstrumenta pārklāšanas var izmantot dažādas pirmapstrādes metodes, lai sagatavotos turpmākajam pārklāšanas procesam, vienlaikus ievērojami uzlabojot pārklājuma saķeri. Strādājot kopā ar pārklājumu, instrumenta griezējšķautnes sagatavošana var arī palielināt griešanas ātrumu un padeves ātrumu, kā arī pagarināt griezējinstrumenta kalpošanas laiku.
Pārklājuma pēcapstrādei (malu sagatavošanai, virsmas apstrādei un strukturēšanai) ir arī izšķiroša loma griezējinstrumenta optimizācijā, jo īpaši, lai novērstu iespējamu priekšlaicīgu nodilumu, veidojoties skaidām (sagataves materiāla saķerei ar instrumenta griezējmalu).
Pārklājuma apsvērumi un izvēle
Pārklājuma veiktspējas prasības var būt ļoti atšķirīgas. Apstrādes apstākļos, kad griezējšķautnes temperatūra ir augsta, pārklājuma karstumizturīgās nodilumizturīgās īpašības kļūst ārkārtīgi svarīgas. Paredzams, ka mūsdienu pārklājumiem jāpiemīt arī šādām īpašībām: lieliska veiktspēja augstā temperatūrā, izturība pret oksidēšanos, augsta cietība (pat augstās temperatūrās) un mikroskopiska izturība (plastiskums), pateicoties nanostrukturētu slāņu konstrukcijai.
Efektīviem griezējinstrumentiem optimizēta pārklājuma saķere un saprātīgs atlikušo spriegumu sadalījums ir divi izšķiroši faktori. Pirmkārt, jāņem vērā substrāta materiāla un pārklājuma materiāla mijiedarbība. 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 pulējot pārklājumu.
Alumīnija bāzes pārklājumi (piemēram, AlTiN) griešanas nozarē parasti tiek izmantoti kā griezējinstrumentu pārklājumi. Augstas griešanas temperatūras ietekmē šie alumīnija bāzes pārklājumi var veidot plānu un blīvu alumīnija oksīda slāni, kas apstrādes laikā nepārtraukti atjaunojas, aizsargā pārklājumu un zem tā esošo substrāta materiālu no oksidatīvās iedarbības.
Pārklājuma cietību un oksidēšanās izturību var regulēt, mainot alumīnija saturu un pārklājuma struktūru. Piemēram, palielinot alumīnija saturu, izmantojot nanostruktūras vai mikrosakausēšanu (t. i., sakausējot ar elementiem ar zemu saturu), var uzlabot pārklājuma oksidēšanās izturību.
Papildus pārklājuma materiāla ķīmiskajam sastāvam, pārklājuma struktūras izmaiņas var būtiski ietekmēt pārklājuma veiktspēju. Dažādie griezējinstrumentu veiktspējas rādītāji ir atkarīgi no dažādu elementu sadalījuma pārklājuma mikrostruktūrā.
Mūsdienās vairākus atsevišķus pārklājuma slāņus ar atšķirīgu ķīmisko sastāvu var apvienot vienā kompozīta pārklājuma slānī, lai iegūtu vēlamo veiktspēju. Šī tendence turpinās attīstīties arī nākotnē, īpaši pateicoties jaunām pārklājumu sistēmām un pārklāšanas procesiem, piemēram, HI3 (High Ionization Triple) loka iztvaikošanas un izsmidzināšanas hibrīda pārklājuma tehnoloģijai, kas apvieno trīs ļoti jonizētus pārklāšanas procesus vienā.
Kā vispusīgs pārklājums, titāna-silīcija bāzes (TiSi) pārklājumi piedāvā izcilu 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. Tā rezultātā titāna-silīcija bāzes pārklātie griezējinstrumenti var tikt izmantoti plaša spektra sagatavju materiālu griešanai un apstrādei, sākot no augsti leģētiem, mazleģētiem tēraudiem līdz rūdītiem tēraudiem un titāna sakausējumiem. Augstas kvalitātes griešanas testi uz plakanām sagatavēm (cietība HRC 44) ir parādījuši, ka pārklātie griezējinstrumenti var palielināt to kalpošanas laiku gandrīz divas reizes un samazināt virsmas raupjumu aptuveni 10 reizes.
Titāna-silīcija pārklājums samazina sekojošo virsmas pulēšanu. Paredzams, ka šādi pārklājumi tiks izmantoti apstrādē ar lielu griešanas ātrumu, augstu malu temperatūru un lielu metāla noņemšanas ātrumu.
Dažu citu PVD pārklājumu (īpaši mikrosakausējumu pārklājumu) gadījumā pārklājumu ražošanas uzņēmumi cieši sadarbojas arī ar pārstrādātājiem, lai pētītu un izstrādātu dažādus optimizētus virsmas apstrādes risinājumus. Tādēļ ir iespējami un praktiski pielietojami ievērojami uzlabojumi apstrādes efektivitātē, griezējinstrumentu izmantošanā, apstrādes kvalitātē un mijiedarbībā starp materiālu, pārklājumu un apstrādi. Sadarbojoties ar profesionālu pārklājumu partneri, lietotāji var palielināt savu instrumentu izmantošanas efektivitāti visā to dzīves ciklā.
– Šo rakstu publicēvakuuma pārklāšanas mašīnu ražotājsGuandunas Dženhua
Publicēšanas laiks: 2024. gada 29. februāris