Pjovimo įrankių dangos pagerina pjovimo įrankių trinties ir dilimo savybes, todėl jos yra būtinos atliekant pjovimo operacijas.Daugelį metų paviršiaus apdirbimo technologijų tiekėjai kuria pritaikytus dengimo sprendimus, kad pagerintų pjovimo įrankių atsparumą dilimui, apdirbimo efektyvumą ir tarnavimo laiką.Unikalus iššūkis kyla dėl keturių elementų dėmesio ir optimizavimo: (i) pjovimo įrankių paviršių apdorojimas prieš ir po dengimo;ii) dangos medžiagos;iii) dangos struktūros;ir iv) integruota padengtų pjovimo įrankių apdorojimo technologija.
Pjovimo įrankių nusidėvėjimo šaltiniai
Pjovimo proceso metu pjovimo įrankio ir ruošinio medžiagos sąlyčio zonoje atsiranda tam tikrų susidėvėjimo mechanizmų.Pavyzdžiui, susidėvėjimas tarp drožlės ir pjovimo paviršiaus, abrazyvinis įrankio susidėvėjimas dėl kietų ruošinio medžiagos taškų ir susidėvėjimas dėl trinties cheminių reakcijų (medžiagos cheminės reakcijos, kurias sukelia mechaninis poveikis ir aukšta temperatūra).Kadangi šie trinties įtempiai sumažina pjovimo įrankio pjovimo jėgą ir sutrumpina įrankio tarnavimo laiką, jie daugiausia veikia pjovimo įrankio apdirbimo efektyvumą.
Paviršiaus danga sumažina trinties poveikį, o pjovimo įrankio pagrindo medžiaga palaiko dangą ir sugeria mechaninį įtempimą.Patobulinus trinties sistemos veikimą galima sutaupyti medžiagų ir sumažinti energijos sąnaudas bei padidinti našumą.
Dangos vaidmuo mažinant apdorojimo išlaidas
Pjovimo įrankio tarnavimo laikas yra svarbus gamybos ciklo sąnaudų veiksnys.Be kita ko, pjovimo įrankio tarnavimo laikas gali būti apibrėžtas kaip laikas, kurį mašina gali būti apdirbta be pertrūkių prieš prireikus techninės priežiūros.Kuo ilgesnis pjovimo įrankio tarnavimo laikas, tuo mažesnės išlaidos dėl gamybos pertrūkių ir tuo mažiau mašinai tenka atlikti priežiūros darbų.
Net ir esant labai aukštai pjovimo temperatūrai, pjovimo įrankio naudojimo laikas gali būti pratęstas padengiant danga, taip žymiai sumažinant apdirbimo išlaidas.Be to, pjovimo įrankių danga gali sumažinti tepimo skysčių poreikį.Ne tik sumažina medžiagų sąnaudas, bet ir padeda tausoti aplinką.
Apdorojimo prieš ir po dengimo įtaka produktyvumui
Atliekant šiuolaikines pjovimo operacijas, pjovimo įrankiai turi atlaikyti aukštą slėgį (>2 GPa), aukštą temperatūrą ir nuolatinius terminio įtempio ciklus.Prieš ir po pjovimo įrankio padengimo, jis turi būti apdorotas atitinkamu procesu.
Prieš dengiant pjovimo įrankį, galima įvairiais išankstinio apdorojimo būdais pasiruošti tolesniam dengimo procesui, tuo pačiu žymiai pagerinant dangos sukibimą.Dirbant kartu su danga, įrankio pjovimo briaunos paruošimas taip pat gali padidinti pjovimo greitį ir pastūmą bei pailginti pjovimo įrankio tarnavimo laiką.
Papildomas dangos apdorojimas (kraštų paruošimas, paviršiaus apdirbimas ir struktūrizavimas) taip pat vaidina lemiamą vaidmenį optimizuojant pjovimo įrankį, ypač siekiant išvengti galimo ankstyvo susidėvėjimo dėl drožlių susidarymo (ruošinio medžiagos sukibimas su pjovimo briauna). įrankis).
Dengimo aplinkybės ir pasirinkimas
Dangos eksploatacinių savybių reikalavimai gali būti labai skirtingi.Apdirbimo sąlygomis, kai pjovimo briaunos temperatūra yra aukšta, karščiui atsparios dangos savybės tampa itin svarbios.Tikimasi, kad šiuolaikinės dangos taip pat turėtų turėti šias charakteristikas: puikias savybes aukštoje temperatūroje, atsparumą oksidacijai, didelį kietumą (net aukštoje temperatūroje) ir mikroskopinį kietumą (plastiškumą) dėl nanostruktūrinių sluoksnių dizaino.
Siekiant efektyvių pjovimo įrankių, optimizuotas dangos sukibimas ir pagrįstas liekamųjų įtempių pasiskirstymas yra du lemiami veiksniai.Pirmiausia reikia atsižvelgti į pagrindo medžiagos ir dangos medžiagos sąveiką.Antra, tarp dangos medžiagos ir apdorojamos medžiagos turi būti kuo mažesnis giminingumas.Naudojant atitinkamą įrankio geometriją ir poliruojant dangą, galima žymiai sumažinti sukibimo tarp dangos ir ruošinio galimybę.
Aliuminio pagrindo dangos (pvz., AlTiN) dažniausiai naudojamos kaip pjovimo įrankių danga pjovimo pramonėje.Esant aukštai pjovimo temperatūrai, šios aliuminio pagrindu pagamintos dangos gali sudaryti ploną ir tankų aliuminio oksido sluoksnį, kuris apdirbimo metu nuolat atsinaujina, apsaugo dangą ir po ja esančią pagrindo medžiagą nuo oksidacinio poveikio.
Dangos kietumą ir atsparumą oksidacijai galima reguliuoti keičiant aliuminio kiekį ir dangos struktūrą.Pavyzdžiui, padidinus aliuminio kiekį, naudojant nano struktūras arba mikro legiravimą (ty legiruojant su mažais elementais), galima pagerinti dangos atsparumą oksidacijai.
Be cheminės dangos medžiagos sudėties, dangos struktūros pokyčiai gali labai paveikti dangos veikimą.Skirtingos pjovimo įrankio savybės priklauso nuo įvairių elementų pasiskirstymo dangos mikrostruktūroje.
Šiais laikais keli atskiri dangos sluoksniai su skirtingomis cheminėmis sudėtimis gali būti sujungti į sudėtinį dangos sluoksnį, kad būtų pasiektas norimas veikimas.Ši tendencija vystysis ir ateityje – ypač naudojant naujas dengimo sistemas ir dengimo procesus, tokius kaip HI3 (aukštos jonizacijos trigubai) lanko garinimo ir purškimo hibridinės dangos technologija, kuri sujungia tris labai jonizuotus dengimo procesus į vieną.
Kaip visapusiška danga, titano ir silicio (TiSi) dangos pasižymi puikiu apdirbimu.Šios dangos gali būti naudojamos apdirbant tiek didelio kietumo plieną su skirtingu karbido kiekiu (šerdies kietumas iki HRC 65), tiek vidutinio kietumo plienus (šerdies kietumas HRC 40).Dangos konstrukcijos konstrukcija gali būti atitinkamai pritaikyta įvairioms apdirbimo reikmėms.Dėl to titano silikono pagrindu dengti pjovimo įrankiai gali būti naudojami pjaustant ir apdorojant įvairias ruošinių medžiagas – nuo labai legiruoto, mažai legiruoto plieno iki grūdinto plieno ir titano lydinių.Aukštos kokybės pjovimo bandymai su plokščiais ruošiniais (kietumas HRC 44) parodė, kad padengti pjovimo įrankiai gali pailginti jų tarnavimo laiką beveik du kartus ir sumažinti paviršiaus šiurkštumą maždaug 10 kartų.
Titano ir silicio pagrindo danga sumažina vėlesnį paviršiaus poliravimą.Tikimasi, kad tokios dangos bus naudojamos apdirbant dideliu pjovimo greičiu, aukšta kraštų temperatūra ir dideliu metalo pašalinimo greičiu.
Kai kurių kitų PVD dangų (ypač mikro legiruotų dangų) dengimo įmonės taip pat glaudžiai bendradarbiauja su perdirbėjais, siekdamos tirti ir kurti įvairius optimizuotus paviršiaus apdorojimo sprendimus.Todėl galimi ir praktiškai pritaikomi reikšmingi apdirbimo efektyvumo, pjovimo įrankių naudojimo, apdirbimo kokybės ir medžiagos, dangos ir apdirbimo sąveikos patobulinimai.Dirbdami su profesionaliu dengimo partneriu, vartotojai gali padidinti savo įrankių naudojimo efektyvumą per visą jų gyvavimo ciklą.
Paskelbimo laikas: 2022-11-07