Облогите за сечење на алатките ги подобруваат својствата на триење и абење на алатите за сечење, поради што се неопходни во операциите на сечење. Со години, добавувачите на технологија за обработка на површини развиваат прилагодени решенија за обложување за да ја подобрат отпорноста на абење на алатите за сечење, ефикасноста на обработката и работниот век. Уникатниот предизвик произлегува од вниманието и оптимизацијата на четири елементи: (i) обработка пред и по обложувањето на површините на алатите за сечење; (ii) материјали за обложување; (iii) структури за обложување; и (iv) интегрирана технологија за обработка на обложени алати за сечење.
Извори на абење на алатките за сечење
За време на процесот на сечење, во контактната зона помеѓу алатот за сечење и материјалот на обработуваниот дел се јавуваат некои механизми на абење. На пример, абење предизвикано од лепење помеѓу струготините и површината за сечење, абразивно абење на алатот од тврди точки во материјалот на обработуваниот дел и абење предизвикано од триење на хемиски реакции (хемиски реакции на материјалот предизвикани од механичко дејство и високи температури). Бидејќи овие триење напрегања ја намалуваат силата на сечење на алатот за сечење и го скратуваат животниот век на алатот, тие главно влијаат на ефикасноста на обработката на алатот за сечење.
Површинскиот премаз го намалува ефектот на триење, додека основниот материјал на алатот за сечење го поддржува премазот и го апсорбира механичкиот стрес. Подобрените перформанси на системот за триење можат да заштедат материјал и да ја намалат потрошувачката на енергија, покрај тоа што ја зголемуваат продуктивноста.
Улогата на обложувањето во намалувањето на трошоците за обработка
Животниот век на алатот за сечење е важен фактор на трошоци во производствениот циклус. Меѓу другото, животниот век на алатот за сечење може да се дефинира како време во кое машината може да се обработува без прекин пред да биде потребно одржување. Колку е подолг животниот век на алатот за сечење, толку се помали трошоците поради прекини во производството и толку помалку работа за одржување треба да изврши машината.
Дури и при многу високи температури на сечење, векот на траење на алатот за сечење може да се продолжи со премачкување, со што значително се намалуваат трошоците за машинска обработка. Покрај тоа, премачкувањето на алатот за сечење може да ја намали потребата од течности за подмачкување. Не само што ги намалува трошоците за материјали, туку помага и во заштитата на животната средина.
Влијание на претходната и пост-обложувачката обработка врз продуктивноста
Во современите операции на сечење, алатите за сечење треба да издржат висок притисок (>2 GPa), високи температури и постојани циклуси на термички стрес. Пред и по премачкувањето на алатот за сечење, тој мора да се третира со соодветен процес.
Пред премачкувањето на алатот за сечење, може да се користат различни методи на претходна обработка за подготовка за последователниот процес на премачкување, а воедно значително да се подобри адхезијата на премазот. Со работа заедно со премазот, подготовката на сечилото на алатот може да ја зголеми брзината на сечење и брзината на напојување, како и да го продолжи животниот век на алатот за сечење.
Пост-обработката на премазот (подготовка на рабовите, обработка на површината и структурирање) исто така игра одлучувачка улога во оптимизацијата на алатот за сечење, особено за да се спречи можното рано абење со формирање на струготини (лепење на материјалот од обработуваниот дел на сечилото на алатот).
Размислувања за премачкување и избор
Барањата за перформансите на премазот можат да бидат многу различни. Во услови на машинска обработка каде што температурата на сечилото е висока, карактеристиките на отпорност на абење на топлина на премазот стануваат исклучително важни. Се очекува дека современите премази треба да ги имаат и следниве карактеристики: одлични перформанси на високи температури, отпорност на оксидација, висока тврдост (дури и на високи температури) и микроскопска цврстина (пластичност) преку дизајнот на наноструктурирани слоеви.
За ефикасни алатки за сечење, оптимизираната адхезија на премазот и разумната распределба на преостанатите напрегања се два одлучувачки фактори. Прво, треба да се земе предвид интеракцијата помеѓу материјалот на подлогата и материјалот за премаз. Второ, треба да има што е можно помал афинитет помеѓу материјалот за премаз и материјалот што треба да се обработува. Можноста за адхезија помеѓу премазот и работното парче може значително да се намали со користење на соодветна геометрија на алатот и полирање на премазот.
Премазите на база на алуминиум (на пр. AlTiN) најчесто се користат како премази за алати за сечење во индустријата за сечење. Под дејство на високи температури на сечење, овие премази на база на алуминиум можат да формираат тенок и густ слој од алуминиум оксид кој постојано се обновува за време на обработката, заштитувајќи го премазот и материјалот на подлогата под него од оксидативен напад.
Тврдоста и отпорноста на оксидација на еден премаз може да се прилагодат со промена на содржината на алуминиум и структурата на премазот. На пример, со зголемување на содржината на алуминиум, со користење на наноструктури или микролегирање (т.е. легирање со елементи со ниска содржина), отпорноста на оксидација на премазот може да се подобри.
Покрај хемискиот состав на материјалот за обложување, промените во структурата на облогата можат значително да влијаат врз перформансите на облогата. Различните перформанси на алатот за сечење зависат од распределбата на различните елементи во микроструктурата на облогата.
Денес, неколку единечни слоеви за премачкување со различни хемиски состави можат да се комбинираат во композитен слој за премачкување за да се добијат посакуваните перформанси. Овој тренд ќе продолжи да се развива во иднина - особено преку нови системи за премачкување и процеси на премачкување, како што е HI3 (тројно високо јонизирачко испарување) и хибридна технологија за премачкување со распрскување, која комбинира три високо јонизирани процеси на премачкување во еден.
Како сеопфатен премаз, премазите базирани на титаниум-силициум (TiSi) нудат одлична обработливост. Овие премази можат да се користат за обработка и на челици со висока тврдост со различна содржина на карбид (тврдост на јадрото до HRC 65) и на челици со средна тврдост (тврдост на јадрото HRC 40). Дизајнот на структурата на премазот може да се прилагоди соодветно на различните апликации за обработка. Како резултат на тоа, алатките за сечење со облога од титаниум-силициум можат да се користат за сечење и обработка на широк спектар на материјали за обработка, од високолегирани и нисколегирани челици до стврднати челици и титански легури. Тестовите за сечење со висока завршна обработка на рамни обработени парчиња (тврдост HRC 44) покажаа дека обложените алатки за сечење можат да го зголемат нивниот век на траење за речиси два пати и да ја намалат грубоста на површината за околу 10 пати.
Премазот базиран на титаниум-силициум го минимизира последователното полирање на површината. Се очекува ваквите премази да се користат во обработка со високи брзини на сечење, високи температури на рабовите и високи стапки на отстранување на метал.
За некои други PVD премази (особено микролегирани премази), компаниите за премази исто така тесно соработуваат со преработувачите за истражување и развој на различни оптимизирани решенија за обработка на површини. Затоа, можни се и практично применливи значителни подобрувања во ефикасноста на машинската обработка, употребата на алатки за сечење, квалитетот на машинската обработка и интеракцијата помеѓу материјалот, премазот и машинската обработка. Со соработка со професионален партнер за премази, корисниците можат да ја зголемат ефикасноста на користење на своите алатки во текот на нивниот животен циклус.
Време на објавување: 07.11.2022