საჭრელი ხელსაწყოების საფარის როლისა და შესრულების ოპტიმიზაცია

საჭრელი ხელსაწყოების საფარი აუმჯობესებს საჭრელი ხელსაწყოების ხახუნისა და ცვეთის თვისებებს, რის გამოც ისინი აუცილებელია ჭრის ოპერაციებში.მრავალი წლის განმავლობაში, ზედაპირის დამუშავების ტექნოლოგიის პროვაიდერები ავითარებდნენ მორგებულ საფარის გადაწყვეტილებებს, რათა გააუმჯობესონ საჭრელი ხელსაწყოების აცვიათ წინააღმდეგობა, დამუშავების ეფექტურობა და მომსახურების ვადა.უნიკალური გამოწვევა მოდის ოთხი ელემენტის ყურადღებისა და ოპტიმიზაციის შედეგად: (i) საჭრელი ხელსაწყოს ზედაპირების დამუშავების წინა და შემდგომი დამუშავება;(ii) საფარი მასალები;(iii) საფარის კონსტრუქციები;და (iv) დაფარული საჭრელი ხელსაწყოების დამუშავების ინტეგრირებული ტექნოლოგია.

საჭრელი ხელსაწყოს აცვიათ წყაროები
ჭრის პროცესში, საჭრელი ხელსაწყოსა და სამუშაო ნაწილის მასალას შორის კონტაქტის ზონაში წარმოიქმნება ცვეთის გარკვეული მექანიზმები.მაგალითად, ჩიპსა და საჭრელ ზედაპირს შორის შეკრული ცვეთა, ხელსაწყოს აბრაზიული ცვეთა სამუშაო ნაწილის მასალის მყარი წერტილებით და ცვეთა გამოწვეული ხახუნის ქიმიური რეაქციებით (მასალის ქიმიური რეაქციები გამოწვეული მექანიკური მოქმედებით და მაღალი ტემპერატურით).ვინაიდან ეს ხახუნის დაძაბულობა ამცირებს საჭრელი ხელსაწყოს ჭრის ძალას და ამცირებს ხელსაწყოს სიცოცხლეს, ისინი ძირითადად გავლენას ახდენენ საჭრელი ხელსაწყოს დამუშავების ეფექტურობაზე.

ზედაპირის საფარი ამცირებს ხახუნის ეფექტს, ხოლო საჭრელი ხელსაწყოს ბაზის მასალა მხარს უჭერს საფარს და შთანთქავს მექანიკურ სტრესს.ხახუნის სისტემის გაუმჯობესებულ შესრულებას შეუძლია დაზოგოს მასალა და შეამციროს ენერგიის მოხმარება პროდუქტიულობის გაზრდის გარდა.

საფარის როლი გადამუშავების ხარჯების შემცირებაში
საჭრელი ხელსაწყოს სიცოცხლე წარმოების ციკლში მნიშვნელოვანი ღირებულების ფაქტორია.სხვა საკითხებთან ერთად, საჭრელი ხელსაწყოს სიცოცხლე შეიძლება განისაზღვროს, როგორც მანქანის დრო, რომელიც შეიძლება დამუშავდეს შეფერხების გარეშე, სანამ საჭიროა ტექნიკური მომსახურება.რაც უფრო გრძელია საჭრელი ხელსაწყოს ვადა, მით ნაკლებია ხარჯები წარმოების შეფერხებების გამო და ნაკლები ტექნიკური სამუშაოები უწევს მანქანას.

ჭრის ძალიან მაღალ ტემპერატურაზეც კი, საჭრელი ხელსაწყოს გამოყენების ვადა შეიძლება გაგრძელდეს საფარით, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს დამუშავების ხარჯებს.გარდა ამისა, საჭრელი ხელსაწყოს დაფარვას შეუძლია შეამციროს საპოხი სითხეების საჭიროება.არა მხოლოდ ამცირებს მატერიალურ ხარჯებს, არამედ ხელს უწყობს გარემოს დაცვას.

დაფარვის წინა და შემდგომი დამუშავების ეფექტი პროდუქტიულობაზე

თანამედროვე ჭრის ოპერაციებში საჭრელი ხელსაწყოები უნდა გაუძლონ მაღალ წნევას (> 2 გპა), მაღალ ტემპერატურას და თერმული სტრესის მუდმივ ციკლებს.საჭრელი ხელსაწყოს დაფარვამდე და მის შემდეგ უნდა დამუშავდეს შესაბამისი პროცესით.

ჭრის ხელსაწყოს საფარის მოჭრამდე, შეიძლება გამოყენებულ იქნას წინასწარი დამუშავების სხვადასხვა მეთოდი შემდგომი საფარის პროცესისთვის მოსამზადებლად, ხოლო საგრძნობლად გაუმჯობესდება საფარის წებოვნება.საფართან ერთად მუშაობისას, ხელსაწყოს საჭრელი კიდის მომზადებას ასევე შეუძლია გაზარდოს ჭრის სიჩქარე და კვების სიჩქარე და გაზარდოს საჭრელი ხელსაწყოს სიცოცხლე.

საფარის შემდგომი დამუშავება (კიდის მომზადება, ზედაპირის დამუშავება და სტრუქტურირება) ასევე თამაშობს განმსაზღვრელ როლს საჭრელი ხელსაწყოს ოპტიმიზაციაში, განსაკუთრებით ჩიპის წარმოქმნით შესაძლო ადრეული ცვეთის თავიდან ასაცილებლად (სამუშაო ნაწილის მასალის შეერთება საჭრელ კიდეზე. ინსტრუმენტი).

საფარის მოსაზრებები და შერჩევა

საფარის შესრულების მოთხოვნები შეიძლება ძალიან განსხვავებული იყოს.დამუშავების პირობებში, სადაც საჭრელი ზღვარის ტემპერატურა მაღალია, საფარის სითბოს მდგრადი აცვიათ მახასიათებლები ძალიან მნიშვნელოვანი ხდება.მოსალოდნელია, რომ თანამედროვე საფარებს უნდა ჰქონდეთ შემდეგი მახასიათებლები: შესანიშნავი მაღალი ტემპერატურის შესრულება, ჟანგვის წინააღმდეგობა, მაღალი სიმტკიცე (მაღალ ტემპერატურაზეც კი) და მიკროსკოპული სიმტკიცე (პლასტიურობა) ნანოსტრუქტურული ფენების დიზაინის წყალობით.

ეფექტური საჭრელი ხელსაწყოებისთვის, საფარის ოპტიმიზებული გადაბმა და ნარჩენი სტრესების გონივრული განაწილება არის ორი გადამწყვეტი ფაქტორი.პირველ რიგში, გასათვალისწინებელია ურთიერთქმედება სუბსტრატის მასალასა და საფარის მასალას შორის.მეორეც, უნდა არსებობდეს რაც შეიძლება ნაკლები კავშირი საფარი მასალასა და დასამუშავებელ მასალას შორის.საფარსა და სამუშაო ნაწილს შორის გადაბმის შესაძლებლობა შეიძლება მნიშვნელოვნად შემცირდეს შესაბამისი ხელსაწყოს გეომეტრიის გამოყენებით და საფარის გასაპრიალებლად.

ალუმინის დაფუძნებული საფარი (მაგ. AlTiN) ჩვეულებრივ გამოიყენება საჭრელი ხელსაწყოების საფარებად ჭრის ინდუსტრიაში.ჭრის მაღალი ტემპერატურის ზემოქმედებით, ამ ალუმინის საფარებს შეუძლიათ შექმნან ალუმინის ოქსიდის თხელი და მკვრივი ფენა, რომელიც მუდმივად განახლდება დამუშავების დროს, იცავს საფარს და მის ქვეშ არსებულ სუბსტრატს ჟანგვითი შეტევისგან.

საფარის სიხისტე და დაჟანგვის წინააღმდეგობა შეიძლება დარეგულირდეს ალუმინის შემცველობისა და საფარის სტრუქტურის შეცვლით.მაგალითად, ალუმინის შემცველობის გაზრდით, ნანო-სტრუქტურების ან მიკროშენადნობების გამოყენებით (ანუ დაბალი შემცველობის ელემენტებით შენადნობი), შეიძლება გაუმჯობესდეს საფარის დაჟანგვის წინააღმდეგობა.

საფარის მასალის ქიმიური შემადგენლობის გარდა, საფარის სტრუქტურის ცვლილებამ შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს საფარის მუშაობაზე.საჭრელი ხელსაწყოს სხვადასხვა შესრულება დამოკიდებულია საფარის მიკროსტრუქტურაში სხვადასხვა ელემენტების განაწილებაზე.

დღესდღეობით, სხვადასხვა ქიმიური შემადგენლობით რამდენიმე ერთჯერადი ფენა შეიძლება გაერთიანდეს კომპოზიციურ დაფარვის ფენაში სასურველი შესრულების მისაღებად.ეს ტენდენცია მომავალშიც განაგრძობს განვითარებას - განსაკუთრებით ახალი საფარის სისტემებისა და დაფარვის პროცესების მეშვეობით, როგორიცაა HI3 (მაღალი იონიზაციის სამმაგი) რკალის აორთქლება და დაფრქვევის ჰიბრიდული საფარის ტექნოლოგია, რომელიც აერთიანებს სამ მაღალ იონიზებულ საფარის პროცესს ერთში.

როგორც ყოვლისმომცველი საფარი, ტიტან-სილიკონზე დაფუძნებული (TiSi) საფარები გთავაზობთ შესანიშნავ დამუშავებას.ეს საფარები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მაღალი სიხისტის ფოლადების სხვადასხვა კარბიდის შემცველობით (ბირთის სიხისტე HRC 65-მდე) და საშუალო სიხისტის ფოლადების (ბირთის სიხისტე HRC 40) დასამუშავებლად.საფარის სტრუქტურის დიზაინი შეიძლება ადაპტირდეს სხვადასხვა დამუშავების აპლიკაციების შესაბამისად.შედეგად, ტიტანის სილიკონზე დაფუძნებული საჭრელი ხელსაწყოები შეიძლება გამოყენებულ იქნას სამუშაო ნაწილის მასალების ფართო სპექტრის დასაჭრელად და დასამუშავებლად, მაღალი შენადნობის, დაბალი შენადნობის ფოლადებიდან გამაგრებულ ფოლადებამდე და ტიტანის შენადნობებამდე.ბრტყელ სამუშაო ნაწილებზე მაღალი ხარისხის ჭრის ტესტებმა (სიმტკიცე HRC 44) აჩვენა, რომ დაფარულ საჭრელ ხელსაწყოებს შეუძლიათ გაზარდონ მისი სიცოცხლე თითქმის ორჯერ და შეამცირონ ზედაპირის უხეშობა დაახლოებით 10-ჯერ.

ტიტან-სილიკონის დაფუძნებული საფარი მინიმუმამდე ამცირებს ზედაპირის შემდგომ გაპრიალებას.მოსალოდნელია, რომ ასეთი საფარები გამოყენებული იქნება დამუშავების დროს მაღალი ჭრის სიჩქარით, კიდეების მაღალი ტემპერატურით და ლითონის მოცილების მაღალი სიჩქარით.

ზოგიერთი სხვა PVD საფარისთვის (განსაკუთრებით მიკროშენადნობი საფარებისთვის), დამცავი კომპანიები ასევე მჭიდროდ თანამშრომლობენ პროცესორებთან, რათა გამოიკვლიონ და განავითარონ სხვადასხვა ოპტიმიზირებული ზედაპირის დამუშავების გადაწყვეტილებები.ამრიგად, დამუშავების ეფექტურობის, საჭრელი ხელსაწყოს გამოყენების, დამუშავების ხარისხისა და მასალის, საფარისა და დამუშავების ურთიერთქმედების მნიშვნელოვანი გაუმჯობესება შესაძლებელია და პრაქტიკულად გამოიყენება.პროფესიონალურ დაფარვის პარტნიორთან მუშაობით მომხმარებლებს შეუძლიათ გაზარდონ თავიანთი ხელსაწყოების გამოყენების ეფექტურობა მთელი ცხოვრების ციკლის განმავლობაში.