Snygereedskapbedekkings verbeter die wrywing- en slytasie-eienskappe van snygereedskap, en daarom is dit noodsaaklik in snybewerkings.Vir baie jare ontwikkel verskaffers van oppervlakverwerkingstegnologie pasgemaakte deklaagoplossings om snygereedskapslytasieweerstand, bewerkingsdoeltreffendheid en lewensduur te verbeter.Die unieke uitdaging kom uit die aandag en optimalisering van vier elemente: (i) voor- en na-bedekking-verwerking van snygereedskapoppervlaktes;(ii) bedekkingsmateriaal;(iii) deklaagstrukture;en (iv) geïntegreerde verwerkingstegnologie vir bedekte snygereedskap.
Bronne vir slytasie van snygereedskap
Tydens die snyproses vind sommige slytasiemeganismes plaas in die kontaksone tussen die snygereedskap en die werkstukmateriaal.Byvoorbeeld, gebonde slytasie tussen die skyfie en die snyoppervlak, skuurslytasie van die gereedskap deur harde punte in die werkstukmateriaal, en slytasie wat veroorsaak word deur wrywing-chemiese reaksies (chemiese reaksies van die materiaal wat veroorsaak word deur meganiese aksie en hoë temperature).Aangesien hierdie wrywingsspanning die snykrag van die snywerktuig verminder en die werktuiglewe verkort, beïnvloed dit hoofsaaklik die bewerkingsdoeltreffendheid van die snywerktuig.
Die oppervlakbedekking verminder die effek van wrywing, terwyl die basismateriaal van die snygereedskap die bedekking ondersteun en meganiese spanning absorbeer.Die verbeterde werkverrigting van die wrywingstelsel kan materiaal bespaar en energieverbruik verminder benewens die verhoging van produktiwiteit.
Die rol van coating in die vermindering van verwerkingskoste
Snywerktuiglewe is 'n belangrike kostefaktor in die produksiesiklus.Snygereedskapleeftyd kan onder meer gedefinieer word as die tyd van 'n masjien sonder onderbreking gemasjineer kan word voordat onderhoud vereis word.Hoe langer die snywerktuiglewe, hoe laer is die koste weens produksieonderbrekings en hoe minder instandhoudingswerk hoef die masjien te doen.
Selfs by baie hoë snytemperature kan die gebruikslewe van die snygereedskap verleng word met bedekking, wat sodoende die bewerkingskoste aansienlik verminder.Daarbenewens kan snygereedskapbedekking die behoefte aan smeervloeistowwe verminder.Verminder nie net materiaalkoste nie, maar help ook om die omgewing te beskerm.
Effek van voor- en na-bedekking verwerking op produktiwiteit
In moderne snybewerkings moet snygereedskap hoë drukke (>2 GPa), hoë temperature en konstante siklusse van termiese spanning dra.Voor en na die bedekking van die snywerktuig moet dit met die toepaslike proses behandel word.
Voor snywerktuigbedekking kan verskeie voorbehandelingsmetodes gebruik word om voor te berei vir die daaropvolgende bedekkingsproses, terwyl die adhesie van die bedekking aansienlik verbeter word.Deur saam met die deklaag te werk, kan die voorbereiding van die snykant van die gereedskap ook die snyspoed en toevoertempo verhoog en die lewe van die snygereedskap verleng.
Die naverwerking van die deklaag (randvoorbereiding, oppervlakverwerking en strukturering) speel ook 'n bepalende rol in die optimalisering van die snygereedskap, veral om moontlike vroeë slytasie te voorkom deur die vorming van spaander (binding van werkstukmateriaal aan die snykant van die gereedskap).
Bedekkingsoorwegings en keuse
Die vereistes vir coating prestasie kan baie verskil.Onder bewerkingstoestande waar die voorpunttemperatuur hoog is, word die hittebestande slytasie-eienskappe van die deklaag uiters belangrik.Daar word verwag dat moderne bedekkings ook die volgende eienskappe moet hê: uitstekende hoë-temperatuur werkverrigting, oksidasie weerstand, hoë hardheid (selfs by hoë temperature), en mikroskopiese taaiheid (plastisiteit) deur die ontwerp van nanogestruktureerde lae.
Vir doeltreffende snygereedskap is optimale deklaaghegting en 'n redelike verspreiding van oorblywende spanning twee deurslaggewende faktore.Eerstens moet die interaksie tussen die substraatmateriaal en die deklaagmateriaal in ag geneem word.Tweedens moet daar so min as moontlik affiniteit wees tussen die deklaagmateriaal en die materiaal wat verwerk moet word.Die moontlikheid van adhesie tussen die deklaag en die werkstuk kan aansienlik verminder word deur 'n toepaslike gereedskapgeometrie te gebruik en die deklaag te poleer.
Aluminium-gebaseerde bedekkings (bv. AlTiN) word algemeen gebruik as snygereedskapbedekkings in die snybedryf.Onder die werking van hoë snytemperature kan hierdie aluminium-gebaseerde bedekkings 'n dun en digte laag aluminiumoksied vorm wat homself voortdurend vernuwe tydens bewerking, die bedekking en die substraatmateriaal daaronder teen oksidatiewe aanval beskerm.
Die hardheid en oksidasieweerstandsprestasie van 'n laag kan aangepas word deur die aluminiuminhoud en die laagstruktuur te verander.Byvoorbeeld, deur die aluminiuminhoud te verhoog, nanostrukture of mikro-legering te gebruik (dws legering met lae-inhoud elemente), kan die oksidasie weerstand van die deklaag verbeter word.
Benewens die chemiese samestelling van die deklaagmateriaal, kan veranderinge in die coatingstruktuur die werkverrigting van die coating aansienlik beïnvloed.Die verskillende snywerktuigprestasie hang af van die verspreiding van die verskillende elemente in die deklaagmikrostruktuur.
Deesdae kan verskeie enkelbedekkingslae met verskillende chemiese samestellings in 'n saamgestelde bedekkingslaag gekombineer word om die verlangde werkverrigting te verkry.Hierdie neiging sal voortgaan om in die toekoms te ontwikkel – veral deur nuwe deklaagstelsels en deklaagprosesse, soos die HI3 (High Ionization Triple) boogverdamping en sputtering hibriede coating tegnologie wat drie hoogs geïoniseerde coating prosesse in een kombineer.
As 'n all-round deklaag bied titanium-silikon-gebaseerde (TiSi) deklaag uitstekende bewerkbaarheid.Hierdie bedekkings kan gebruik word vir die verwerking van beide hoëhardheidsstaal met verskillende karbiedinhoude (kernhardheid tot HRC 65) en mediumhardheidsstaal (kernhardheid HRC 40).Die ontwerp van die deklaagstruktuur kan dienooreenkomstig aangepas word vir die verskillende bewerkingstoepassings.As gevolg hiervan kan titanium-silikoon-gebaseerde bedekte snygereedskap gebruik word vir die sny en verwerking van 'n wye reeks werkstukmateriale van hoog-gelegeerde, lae-gelegeerde staal tot geharde staal en titanium-legerings.Hoë afwerking snytoetse op plat werkstukke (hardheid HRC 44) het getoon dat bedekte snygereedskap sy lewensduur met byna twee keer kan verhoog en oppervlakruwheid met ongeveer 10 keer kan verminder.
Die titanium-silikon-gebaseerde deklaag verminder die daaropvolgende polering van die oppervlak.Sulke bedekkings sal na verwagting gebruik word in verwerking met hoë snyspoed, hoë randtemperature en hoë metaalverwyderingstempo.
Vir sommige ander PVD-bedekkings (veral mikro-gelegeerde bedekkings), werk bedekkingsmaatskappye ook nou saam met verwerkers om verskeie geoptimaliseerde oppervlakverwerkingsoplossings na te vors en te ontwikkel.Daarom is beduidende verbeterings in bewerkingsdoeltreffendheid, snygereedskapgebruik, bewerkingskwaliteit en die interaksie tussen materiaal, coating en bewerking moontlik, en prakties toepaslik.Deur saam met 'n professionele deklaagvennoot te werk, kan gebruikers die gebruiksdoeltreffendheid van hul gereedskap regdeur hul lewensiklus verhoog.
Postyd: Nov-07-2022