Kesici takım kaplamaları, kesici takımların sürtünme ve aşınma özelliklerini iyileştirir, bu nedenle kesme işlemlerinde çok önemlidirler.Uzun yıllardır yüzey işleme teknolojisi sağlayıcıları, kesici takım aşınma direncini, işleme verimliliğini ve hizmet ömrünü iyileştirmek için özelleştirilmiş kaplama çözümleri geliştiriyor.Benzersiz zorluk, dört öğenin dikkatinden ve optimizasyonundan kaynaklanmaktadır: (i) kesici takım yüzeylerinin kaplama öncesi ve sonrası işlenmesi;(ii) kaplama malzemeleri;(iii) kaplama yapıları;ve (iv) kaplamalı kesici takımlar için entegre işleme teknolojisi.
Kesici takım aşınma kaynakları
Kesme işlemi sırasında kesici takım ile iş parçası malzemesi arasındaki temas bölgesinde bazı aşınma mekanizmaları meydana gelir.Örneğin, talaş ve kesme yüzeyi arasındaki bağlı aşınma, iş parçası malzemesindeki sert noktalardan takımın aşınması ve sürtünme kimyasal reaksiyonlarının (mekanik etki ve yüksek sıcaklıkların neden olduğu malzemenin kimyasal reaksiyonları) neden olduğu aşınma.Bu sürtünme gerilmeleri kesici takımın kesme kuvvetini azalttığı ve takım ömrünü kısalttığı için kesici takımın işleme verimini büyük ölçüde etkiler.
Yüzey kaplaması sürtünmenin etkisini azaltırken kesici takım taban malzemesi kaplamayı destekler ve mekanik gerilimi emer.Sürtünme sisteminin iyileştirilmiş performansı, üretkenliği artırmanın yanı sıra malzeme tasarrufu sağlayabilir ve enerji tüketimini azaltabilir.
İşleme maliyetlerini düşürmede kaplamanın rolü
Kesici takım ömrü, üretim döngüsünde önemli bir maliyet faktörüdür.Diğer şeylerin yanı sıra kesici takım ömrü, bir makinenin bakım gerektirmeden önce kesintisiz olarak işlenebileceği süre olarak tanımlanabilir.Kesici takım ömrü ne kadar uzun olursa, üretim kesintilerinden kaynaklanan maliyetler o kadar düşük olur ve makinenin yapması gereken bakım işi o kadar az olur.
Çok yüksek kesme sıcaklıklarında bile kaplama ile kesici takımın kullanım ömrü uzatılabilir ve bu sayede işleme maliyetleri önemli ölçüde azaltılabilir.Ek olarak kesici takım kaplaması, yağlama sıvılarına olan ihtiyacı azaltabilir.Sadece malzeme maliyetlerini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda çevrenin korunmasına da yardımcı olur.
Kaplama öncesi ve sonrası işlemenin üretkenliğe etkisi
Modern kesme işlemlerinde kesici takımların yüksek basınçlara (>2 GPa), yüksek sıcaklıklara ve sabit termal stres döngülerine dayanması gerekir.Kesici takımın kaplanmasından önce ve sonra uygun proses ile işlem görmelidir.
Kesici takım kaplamadan önce, sonraki kaplama işlemine hazırlanmak için çeşitli ön işlem yöntemleri kullanılabilir ve kaplamanın yapışması önemli ölçüde iyileştirilir.Kaplama ile birlikte çalışarak takım kesici kenarının hazırlanması da kesme hızını ve ilerleme hızını artırabilir ve kesici takım ömrünü uzatabilir.
Kaplama sonrası işleme (kenar hazırlığı, yüzey işleme ve yapılandırma), özellikle talaş oluşumuyla olası erken aşınmayı önlemek için (iş parçası malzemesinin kesici kenarın kesici kenarına bağlanması) kesici takımın optimizasyonunda da belirleyici bir rol oynar. alet).
Kaplama hususları ve seçimi
Kaplama performansı için gereksinimler çok farklı olabilir.Kesme kenarı sıcaklığının yüksek olduğu işleme koşullarında, kaplamanın ısıya dayanıklı aşınma özellikleri son derece önemli hale gelir.Modern kaplamaların ayrıca şu özelliklere sahip olması beklenir: mükemmel yüksek sıcaklık performansı, oksidasyon direnci, yüksek sertlik (yüksek sıcaklıklarda bile) ve nanoyapılı katmanların tasarımı yoluyla mikroskobik tokluk (plastiklik).
Verimli kesici takımlar için, optimize edilmiş kaplama yapışması ve artık gerilimlerin makul bir şekilde dağıtılması iki belirleyici faktördür.İlk olarak, alt tabaka malzemesi ile kaplama malzemesi arasındaki etkileşimin dikkate alınması gerekir.İkincisi, kaplama malzemesi ile işlenecek malzeme arasında mümkün olduğunca az afinite olmalıdır.Kaplama ile iş parçası arasındaki yapışma olasılığı, uygun takım geometrisi kullanılarak ve kaplamanın parlatılmasıyla önemli ölçüde azaltılabilir.
Alüminyum bazlı kaplamalar (örn. AlTiN), kesme endüstrisinde kesici takım kaplamaları olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.Yüksek kesme sıcaklıklarının etkisi altında, bu alüminyum bazlı kaplamalar, işleme sırasında sürekli olarak kendini yenileyen, kaplamayı ve altındaki alt tabaka malzemesini oksidatif saldırıdan koruyan ince ve yoğun bir alüminyum oksit tabakası oluşturabilir.
Bir kaplamanın sertliği ve oksidasyon direnci performansı, alüminyum içeriği ve kaplama yapısı değiştirilerek ayarlanabilir.Örneğin, alüminyum içeriğini artırarak, nano-yapılar veya mikro-alaşımlama (yani, düşük içerikli elementlerle alaşımlama) kullanarak, kaplamanın oksidasyon direnci iyileştirilebilir.
Kaplama malzemesinin kimyasal bileşiminin yanı sıra kaplama yapısındaki değişiklikler de kaplamanın performansını önemli ölçüde etkileyebilmektedir.Farklı kesici takım performansı, kaplama mikro yapısındaki çeşitli elementlerin dağılımına bağlıdır.
Günümüzde, farklı kimyasal bileşimlere sahip birkaç tek kaplama tabakası, istenen performansı elde etmek için bir kompozit kaplama tabakası halinde birleştirilebilir.Bu eğilim gelecekte de gelişmeye devam edecek - özellikle üç yüksek iyonize kaplama işlemini tek bir işlemde birleştiren HI3 (Yüksek İyonizasyon Üçlü) ark buharlaştırma ve püskürtmeli hibrit kaplama teknolojisi gibi yeni kaplama sistemleri ve kaplama işlemleri aracılığıyla.
Çok yönlü bir kaplama olarak, titanyum-silikon bazlı (TiSi) kaplamalar mükemmel işlenebilirlik sunar.Bu kaplamalar, hem farklı karbür içeriğine sahip yüksek sertlikteki çeliklerin (çekirdek sertliği HRC 65'e kadar) hem de orta sertlikteki çeliklerin (çekirdek sertliği HRC 40) işlenmesi için kullanılabilir.Kaplama yapısının tasarımı, farklı işleme uygulamalarına göre uyarlanabilir.Sonuç olarak, titanyum silikon bazlı kaplamalı kesici takımlar, yüksek alaşımlı, düşük alaşımlı çeliklerden sertleştirilmiş çeliklere ve titanyum alaşımlarına kadar çok çeşitli iş parçası malzemelerini kesmek ve işlemek için kullanılabilir.Düz iş parçalarında yüksek kaliteli kesme testleri (sertlik HRC 44), kaplamalı kesici takımların ömrünü neredeyse iki kat artırabildiğini ve yüzey pürüzlülüğünü yaklaşık 10 kat azaltabildiğini göstermiştir.
Titanyum-silikon bazlı kaplama, müteakip yüzey cilalanmasını en aza indirir.Bu tür kaplamaların yüksek kesme hızları, yüksek kenar sıcaklıkları ve yüksek talaş kaldırma oranları ile işlemelerde kullanılması beklenecektir.
Diğer bazı PVD kaplamalar için (özellikle mikro alaşımlı kaplamalar), kaplama şirketleri ayrıca çeşitli optimize edilmiş yüzey işleme çözümlerini araştırmak ve geliştirmek için işlemcilerle yakın işbirliği içinde çalışmaktadır.Bu nedenle işleme verimliliğinde, kesici takım kullanımında, işleme kalitesinde ve malzeme, kaplama ve işleme arasındaki etkileşimde önemli gelişmeler mümkündür ve pratik olarak uygulanabilir.Kullanıcılar, profesyonel bir kaplama ortağıyla çalışarak aletlerinin kullanım verimliliğini yaşam döngüleri boyunca artırabilir.
Gönderim zamanı: Kasım-07-2022