Кесетін құрал жабындары кескіш құралдардың үйкеліс және тозу қасиеттерін жақсартады, сондықтан олар кесу операцияларында өте маңызды.Көптеген жылдар бойы беттік өңдеу технологиясының провайдерлері кескіш құралдың тозуға төзімділігін, өңдеу тиімділігін және қызмет ету мерзімін жақсарту үшін арнайы жабын шешімдерін әзірлеуде.Бірегей қиындық төрт элементке назар аударудан және оңтайландырудан туындайды: (i) кескіш құралдың беттерін жабу алдындағы және кейінгі өңдеу;(іі) жабын материалдары;(iii) жабын конструкциялары;және (iv) қапталған кескіш құралдарды біріктірілген өңдеу технологиясы.
Кескіш құрал тозу көздері
Кесу процесі кезінде кескіш құрал мен дайындаманың материалы арасындағы жанасу аймағында кейбір тозу механизмдері пайда болады.Мысалы, жоңқа мен кесу беті арасындағы байланыстырылған тозуы, дайындама материалындағы қатты нүктелердің құралдың абразивті тозуы және үйкеліс химиялық реакциялар нәтижесінде пайда болатын тозу (механикалық әсерден және жоғары температурадан туындаған материалдың химиялық реакциялары).Бұл үйкеліс кернеулері кескіш құралдың кесу күшін азайтып, құралдың қызмет ету мерзімін қысқартатындықтан, олар негізінен кескіш құралдың өңдеу тиімділігіне әсер етеді.
Беткі жабын үйкеліс әсерін азайтады, ал кескіш құралдың негізгі материалы жабынды қолдайды және механикалық кернеуді сіңіреді.Үйкеліс жүйесінің жақсартылған өнімділігі өнімділікті арттырумен қатар материалды үнемдеуге және қуат тұтынуды азайтуға мүмкіндік береді.
Өңдеу шығындарын азайтудағы жабынның рөлі
Кескіш құралдың қызмет ету мерзімі өндірістік циклдегі маңызды шығын факторы болып табылады.Басқа нәрселермен қатар, кескіш құралдың қызмет ету мерзімін техникалық қызмет көрсету қажет болғанға дейін машинаны үзіліссіз өңдеуге болатын уақыт ретінде анықтауға болады.Кесетін құралдың қызмет ету мерзімі неғұрлым ұзағырақ болса, соғұрлым өндіріс үзілістеріне байланысты шығындар азаяды және машинаға техникалық қызмет көрсету жұмыстары азаяды.
Өте жоғары кесу температураларының өзінде кескіш құралдың пайдалану мерзімін жабынмен ұзартуға болады, осылайша өңдеу шығындарын айтарлықтай азайтады.Сонымен қатар, кесу құралының жабыны майлау сұйықтықтарының қажеттілігін азайтады.Материалдық шығындарды азайтып қана қоймай, қоршаған ортаны қорғауға көмектеседі.
Өнімділікке жабу алдындағы және кейінгі өңдеудің әсері
Қазіргі заманғы кесу операцияларында кесу құралдары жоғары қысымды (>2 ГПа), жоғары температураны және термиялық кернеудің тұрақты циклдерін көтеруі керек.Кесетін құралды жабу алдында және одан кейін оны тиісті процесспен өңдеу керек.
Құралдың жабынын кесу алдында, жабынның адгезиясын айтарлықтай жақсарта отырып, келесі жабын процесіне дайындық үшін әртүрлі алдын ала өңдеу әдістерін қолдануға болады.Қаптамамен бірге жұмыс жасай отырып, құралдың кесу жиегін дайындау сонымен қатар кесу жылдамдығы мен берілу жылдамдығын арттырып, кескіш құралдың қызмет ету мерзімін ұзартуы мүмкін.
Қаптаудан кейінгі өңдеу (жиектерді дайындау, бетті өңдеу және құрылымдау) сонымен қатар кескіш құралды оңтайландыруда, атап айтқанда, жоңқа пайда болуы арқылы ықтимал ерте тозудың алдын алуда (дайындама материалын кесу жиегімен байланыстыру) шешуші рөл атқарады. құрал).
Қаптауды қарастыру және таңдау
Қаптау өнімділігіне қойылатын талаптар өте әртүрлі болуы мүмкін.Кесетін жиектің температурасы жоғары өңдеу жағдайында жабынның ыстыққа төзімді тозу сипаттамалары өте маңызды болады.Заманауи жабындар да келесі сипаттамаларға ие болуы керек деп күтілуде: тамаша жоғары температуралық өнімділік, тотығуға төзімділік, жоғары қаттылық (тіпті жоғары температурада) және наноқұрылымды қабаттарды жобалау арқылы микроскопиялық қаттылық (пластика).
Тиімді кескіш құралдар үшін жабынның оңтайландырылған адгезиясы және қалдық кернеулердің ақылға қонымды таралуы екі шешуші фактор болып табылады.Біріншіден, субстрат материалы мен жабын материалының өзара әрекеттесуін ескеру қажет.Екіншіден, жабын материалы мен өңделетін материал арасында мүмкіндігінше аз жақындық болуы керек.Қаптама мен дайындама арасындағы адгезия мүмкіндігін тиісті құрал геометриясын қолдану және жабынды жылтырату арқылы айтарлықтай азайтуға болады.
Алюминий негізіндегі жабындар (мысалы, AlTiN) кесу өнеркәсібінде кескіш құрал жабындары ретінде жиі қолданылады.Жоғары кесу температурасының әсерінен алюминий негізіндегі бұл жабындар өңдеу кезінде өзін үнемі жаңартып отыратын алюминий оксидінің жұқа және тығыз қабатын құра алады, жабынды және оның астындағы материалды тотығу шабуылынан қорғайды.
Қаптаманың қаттылығы мен тотығуға төзімділігін алюминий құрамы мен жабын құрылымын өзгерту арқылы реттеуге болады.Мысалы, алюминий құрамын ұлғайту арқылы, наноқұрылымдарды немесе микроқорытпаларды (яғни, құрамы аз элементтермен легірлеу) қолдану арқылы жабынның тотығуға төзімділігін арттыруға болады.
Қаптау материалының химиялық құрамынан басқа, жабын құрылымындағы өзгерістер жабынның өнімділігіне айтарлықтай әсер етуі мүмкін.Кесетін құралдың әртүрлі өнімділігі жабынның микроқұрылымындағы әртүрлі элементтердің таралуына байланысты.
Қазіргі уақытта қажетті өнімді алу үшін әртүрлі химиялық құрамы бар бірнеше бір жабын қабатын композиттік жабын қабатына біріктіруге болады.Бұл тенденция болашақта да дамуын жалғастырады – әсіресе HI3 (жоғары ионизациялық үштік) доғалық булану және шашыратқыш гибридті жабын технологиясы сияқты жаңа жабын жүйелері мен жабын процестері арқылы, үш жоғары иондалған жабын үрдісін біріктіреді.
Титан-кремний негізіндегі (TiSi) жабындар жан-жақты жабын ретінде тамаша өңдеу мүмкіндігін ұсынады.Бұл жабындарды карбидті құрамы әртүрлі жоғары қатты болаттарды да (өзек қаттылығы HRC 65-ке дейін) және орташа қаттылықтағы болаттарды (өзек қаттылығы HRC 40) өңдеу үшін пайдалануға болады.Қаптау құрылымының дизайны әртүрлі өңдеу қолданбаларына сәйкес бейімделуі мүмкін.Нәтижесінде титанды силикон негізіндегі қапталған кескіш құралдар жоғары легирленген, төмен легирленген болаттардан шыңдалған болаттар мен титан қорытпаларына дейінгі кең ауқымды дайындама материалдарын кесу және өңдеу үшін пайдаланылуы мүмкін.Тегіс дайындамалардағы (қаттылығы HRC 44) жоғары өңдеуді кесу сынақтары жабынмен қапталған кескіш құралдардың қызмет ету мерзімін екі есеге дерлік ұзартуға және беттің кедір-бұдырлығын шамамен 10 есеге азайтуға болатындығын көрсетті.
Титан кремний негізіндегі жабын бетті жылтыратуды азайтады.Мұндай жабындар жоғары кесу жылдамдығымен, жоғары жиектердегі температуралармен және жоғары металды кетіру жылдамдығымен өңдеуде қолданылады деп күтілуде.
Кейбір басқа PVD жабындары (әсіресе микро-легирленген жабындар) үшін жабын компаниялары сонымен қатар әртүрлі оңтайландырылған беттерді өңдеу шешімдерін зерттеу және әзірлеу үшін процессорлармен тығыз жұмыс істейді.Демек, өңдеу тиімділігін, кескіш құралды пайдалануды, өңдеу сапасын және материал, жабын және өңдеу арасындағы өзара әрекеттесудегі айтарлықтай жақсартулар мүмкін және іс жүзінде қолданылады.Кәсіби жабын серіктесімен жұмыс істей отырып, пайдаланушылар өмірлік циклі бойына өз құралдарының пайдалану тиімділігін арттыра алады.
Жіберу уақыты: 07 қараша 2022 ж