કટીંગ ટૂલ કોટિંગ્સની ભૂમિકા અને પ્રદર્શન ઓપ્ટિમાઇઝેશન

કટિંગ ટૂલ કોટિંગ્સ કટીંગ ટૂલ્સના ઘર્ષણ અને વસ્ત્રોના ગુણધર્મોને સુધારે છે, તેથી જ તે કટીંગ કામગીરીમાં આવશ્યક છે.ઘણા વર્ષોથી, સરફેસ પ્રોસેસિંગ ટેક્નોલોજી પ્રદાતાઓ કટીંગ ટૂલ વસ્ત્રો પ્રતિકાર, મશીનિંગ કાર્યક્ષમતા અને સેવા જીવનને સુધારવા માટે કસ્ટમાઇઝ્ડ કોટિંગ સોલ્યુશન્સ વિકસાવી રહ્યાં છે.અનોખો પડકાર ચાર તત્વોના ધ્યાન અને ઑપ્ટિમાઇઝેશનથી આવે છે: (i) કટીંગ ટૂલ સપાટીઓની પૂર્વ- અને પોસ્ટ-કોટિંગ પ્રક્રિયા;(ii) કોટિંગ સામગ્રી;(iii) કોટિંગ સ્ટ્રક્ચર્સ;અને (iv) કોટેડ કટીંગ ટૂલ્સ માટે સંકલિત પ્રક્રિયા તકનીક.

કટીંગ સાધન વસ્ત્રો સ્ત્રોતો
કટીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન, કટીંગ ટૂલ અને વર્કપીસ સામગ્રી વચ્ચેના સંપર્ક ઝોનમાં કેટલીક વસ્ત્રોની પદ્ધતિઓ જોવા મળે છે.ઉદાહરણ તરીકે, ચિપ અને કટીંગ સપાટી વચ્ચે બંધાયેલ વસ્ત્રો, વર્કપીસ સામગ્રીમાં સખત પોઈન્ટ દ્વારા ટૂલના ઘર્ષક વસ્ત્રો અને ઘર્ષણયુક્ત રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ (યાંત્રિક ક્રિયા અને ઉચ્ચ તાપમાનને કારણે સામગ્રીની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ) દ્વારા થતા વસ્ત્રો.કારણ કે આ ઘર્ષણાત્મક તાણ કટીંગ ટૂલના કટીંગ ફોર્સને ઘટાડે છે અને ટૂલનું જીવન ટૂંકું કરે છે, તે મુખ્યત્વે કટીંગ ટૂલની મશીનિંગ કાર્યક્ષમતાને અસર કરે છે.

સપાટીનું કોટિંગ ઘર્ષણની અસરને ઘટાડે છે, જ્યારે કટીંગ ટૂલ બેઝ સામગ્રી કોટિંગને ટેકો આપે છે અને યાંત્રિક તાણને શોષી લે છે.ઘર્ષણ પ્રણાલીનું સુધારેલું પ્રદર્શન સામગ્રીને બચાવી શકે છે અને ઉત્પાદકતામાં વધારો કરવા ઉપરાંત ઉર્જાનો વપરાશ ઘટાડી શકે છે.

પ્રોસેસિંગ ખર્ચ ઘટાડવામાં કોટિંગની ભૂમિકા
ઉત્પાદન ચક્રમાં કટીંગ ટૂલ લાઇફ એ એક મહત્વપૂર્ણ ખર્ચ પરિબળ છે.અન્ય બાબતોમાં, કટીંગ ટૂલના જીવનને વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે કારણ કે જાળવણીની આવશ્યકતા હોય તે પહેલાં મશીનનો સમય વિક્ષેપ વિના મશીન કરી શકાય છે.કટીંગ ટૂલનું આયુષ્ય જેટલું લાંબુ છે, ઉત્પાદનમાં વિક્ષેપને કારણે ખર્ચ ઓછો અને મશીનને ઓછું જાળવણી કાર્ય કરવું પડે છે.

ખૂબ ઊંચા કટીંગ તાપમાને પણ, કટીંગ ટૂલનો ઉપયોગ આયુષ્ય કોટિંગ વડે વધારી શકાય છે, આમ મશીનિંગ ખર્ચમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે.વધુમાં, કટીંગ ટૂલ કોટિંગ લુબ્રિકેટિંગ પ્રવાહીની જરૂરિયાતને ઘટાડી શકે છે.માત્ર સામગ્રી ખર્ચ ઘટાડે છે, પરંતુ પર્યાવરણને સુરક્ષિત કરવામાં પણ મદદ કરે છે.

ઉત્પાદકતા પર પ્રી- અને પોસ્ટ-કોટિંગ પ્રોસેસિંગની અસર

આધુનિક કટીંગ કામગીરીમાં, કટીંગ ટૂલ્સને ઉચ્ચ દબાણ (>2 GPa), ઉચ્ચ તાપમાન અને થર્મલ તણાવના સતત ચક્રો સહન કરવાની જરૂર છે.કટીંગ ટૂલના કોટિંગ પહેલાં અને પછી, તેની યોગ્ય પ્રક્રિયા સાથે સારવાર કરવી આવશ્યક છે.

ટૂલ કોટિંગને કાપતા પહેલા, કોટિંગની સંલગ્નતામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરતી વખતે, અનુગામી કોટિંગ પ્રક્રિયા માટે તૈયાર કરવા માટે વિવિધ પ્રીટ્રીટમેન્ટ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.કોટિંગ સાથે જોડાણમાં કામ કરીને, ટૂલ કટીંગ એજની તૈયારી કટીંગ સ્પીડ અને ફીડ રેટમાં પણ વધારો કરી શકે છે અને કટીંગ ટૂલનું જીવન વધારી શકે છે.

કોટિંગ પોસ્ટ-પ્રોસેસિંગ (એજની તૈયારી, સપાટીની પ્રક્રિયા અને માળખું) પણ કટીંગ ટૂલના ઑપ્ટિમાઇઝેશનમાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે, ખાસ કરીને ચિપની રચના દ્વારા શક્ય પ્રારંભિક વસ્ત્રોને રોકવા માટે (વર્કપીસની સામગ્રીની કટીંગ ધાર સાથે બંધન) સાધન).

કોટિંગ વિચારણા અને પસંદગી

કોટિંગ કામગીરી માટેની આવશ્યકતાઓ ખૂબ જ અલગ હોઈ શકે છે.મશીનિંગ પરિસ્થિતિઓમાં જ્યાં કટીંગ એજ તાપમાન વધારે હોય છે, કોટિંગની ગરમી-પ્રતિરોધક વસ્ત્રોની લાક્ષણિકતાઓ અત્યંત મહત્વપૂર્ણ બની જાય છે.એવી અપેક્ષા રાખવામાં આવે છે કે આધુનિક કોટિંગ્સમાં નીચેની લાક્ષણિકતાઓ પણ હોવી જોઈએ: ઉત્તમ ઉચ્ચ-તાપમાન પ્રદર્શન, ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર, ઉચ્ચ કઠિનતા (ઉચ્ચ તાપમાને પણ), અને નેનોસ્ટ્રક્ચર્ડ સ્તરોની ડિઝાઇન દ્વારા માઇક્રોસ્કોપિક ટફનેસ (પ્લાસ્ટિસિટી).

કાર્યક્ષમ કટીંગ ટૂલ્સ માટે, ઓપ્ટિમાઇઝ કોટિંગ સંલગ્નતા અને શેષ તણાવનું વ્યાજબી વિતરણ એ બે નિર્ણાયક પરિબળો છે.સૌ પ્રથમ, સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી અને કોટિંગ સામગ્રી વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે.બીજું, કોટિંગ સામગ્રી અને પ્રક્રિયા કરવાની સામગ્રી વચ્ચે શક્ય તેટલું ઓછું જોડાણ હોવું જોઈએ.યોગ્ય ટૂલ ભૂમિતિનો ઉપયોગ કરીને અને કોટિંગને પોલિશ કરીને કોટિંગ અને વર્કપીસ વચ્ચે સંલગ્નતાની શક્યતા નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકાય છે.

એલ્યુમિનિયમ આધારિત કોટિંગ્સ (દા.ત. AlTiN) સામાન્ય રીતે કટીંગ ઉદ્યોગમાં કટિંગ ટૂલ કોટિંગ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.ઉચ્ચ કટિંગ તાપમાનની ક્રિયા હેઠળ, આ એલ્યુમિનિયમ આધારિત કોટિંગ્સ એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઈડનું પાતળું અને ગાઢ સ્તર બનાવી શકે છે જે મશીનિંગ દરમિયાન સતત નવીકરણ કરે છે, કોટિંગ અને તેની નીચેની સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીને ઓક્સિડેટીવ હુમલાથી સુરક્ષિત કરે છે.

કોટિંગની કઠિનતા અને ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર કામગીરી એલ્યુમિનિયમ સામગ્રી અને કોટિંગ માળખું બદલીને ગોઠવી શકાય છે.ઉદાહરણ તરીકે, એલ્યુમિનિયમની સામગ્રીમાં વધારો કરીને, નેનો-સ્ટ્રક્ચર્સ અથવા માઇક્રો-એલોયિંગ (એટલે ​​​​કે, ઓછી સામગ્રીવાળા તત્વો સાથે એલોયિંગ) નો ઉપયોગ કરીને, કોટિંગના ઓક્સિડેશન પ્રતિકારને સુધારી શકાય છે.

કોટિંગ સામગ્રીની રાસાયણિક રચના ઉપરાંત, કોટિંગની રચનામાં ફેરફાર કોટિંગની કામગીરીને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરી શકે છે.વિવિધ કટીંગ ટૂલની કામગીરી કોટિંગ માઇક્રો-સ્ટ્રક્ચરમાં વિવિધ તત્વોના વિતરણ પર આધારિત છે.

આજકાલ, ઇચ્છિત કામગીરી મેળવવા માટે વિવિધ રાસાયણિક રચનાઓ સાથેના અનેક સિંગલ કોટિંગ સ્તરને સંયુક્ત કોટિંગ સ્તરમાં જોડી શકાય છે.આ વલણ ભવિષ્યમાં વિકાસ કરવાનું ચાલુ રાખશે - ખાસ કરીને નવી કોટિંગ સિસ્ટમ્સ અને કોટિંગ પ્રક્રિયાઓ દ્વારા, જેમ કે HI3 (હાઈ આયનાઇઝેશન ટ્રિપલ) આર્ક બાષ્પીભવન અને સ્પુટરિંગ હાઇબ્રિડ કોટિંગ ટેક્નોલોજી કે જે ત્રણ અત્યંત આયનાઈઝ્ડ કોટિંગ પ્રક્રિયાઓને એકમાં જોડે છે.

સર્વાંગી કોટિંગ તરીકે, ટાઇટેનિયમ-સિલિકોન આધારિત (TiSi) કોટિંગ્સ ઉત્તમ યંત્રશક્તિ પ્રદાન કરે છે.આ કોટિંગ્સનો ઉપયોગ વિવિધ કાર્બાઇડ સામગ્રીઓ (HRC 65 સુધીની કોર કઠિનતા) અને મધ્યમ કઠિનતા સ્ટીલ્સ (કોર સખતતા HRC 40) સાથે બંને ઉચ્ચ કઠિનતા સ્ટીલ્સની પ્રક્રિયા માટે થઈ શકે છે.કોટિંગ સ્ટ્રક્ચરની ડિઝાઇન વિવિધ મશીનિંગ એપ્લિકેશનો અનુસાર અનુકૂલિત થઈ શકે છે.પરિણામે, ટાઇટેનિયમ સિલિકોન-આધારિત કોટેડ કટીંગ ટૂલ્સનો ઉપયોગ વર્કપીસ સામગ્રીની વિશાળ શ્રેણીને કાપવા અને પ્રક્રિયા કરવા માટે ઉચ્ચ-એલોય્ડ, લો-એલોય્ડ સ્ટીલ્સથી લઈને સખત સ્ટીલ્સ અને ટાઇટેનિયમ એલોય સુધી થઈ શકે છે.સપાટ વર્કપીસ (હાર્ડનેસ એચઆરસી 44) પર ઉચ્ચ પૂર્ણાહુતિ કટીંગ પરીક્ષણો દર્શાવે છે કે કોટેડ કટીંગ ટૂલ્સ તેના જીવનને લગભગ બે ગણો વધારી શકે છે અને સપાટીની ખરબચડી લગભગ 10 ગણી ઘટાડી શકે છે.

ટાઇટેનિયમ-સિલિકોન આધારિત કોટિંગ અનુગામી સપાટી પોલિશિંગને ઘટાડે છે.આવા કોટિંગ્સનો ઉપયોગ ઉચ્ચ કટીંગ ઝડપ, ઉચ્ચ કિનારી તાપમાન અને ઉચ્ચ ધાતુ દૂર કરવાના દર સાથે પ્રક્રિયામાં થવાની અપેક્ષા રાખવામાં આવશે.

કેટલાક અન્ય PVD કોટિંગ્સ (ખાસ કરીને માઇક્રો-એલોય્ડ કોટિંગ્સ) માટે, કોટિંગ કંપનીઓ વિવિધ ઑપ્ટિમાઇઝ સપાટી પ્રોસેસિંગ સોલ્યુશન્સનું સંશોધન અને વિકાસ કરવા માટે પ્રોસેસર્સ સાથે નજીકથી કામ કરી રહી છે.તેથી, મશીનિંગ કાર્યક્ષમતા, કટીંગ ટૂલનો ઉપયોગ, મશીનિંગ ગુણવત્તા અને સામગ્રી, કોટિંગ અને મશીનિંગ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામાં નોંધપાત્ર સુધારા શક્ય છે અને વ્યવહારીક રીતે લાગુ પડે છે.પ્રોફેશનલ કોટિંગ પાર્ટનર સાથે કામ કરીને, વપરાશકર્તાઓ તેમના સમગ્ર જીવન ચક્ર દરમિયાન તેમના ટૂલ્સના ઉપયોગની કાર્યક્ષમતા વધારી શકે છે.