Облогите на алатот за сечење ги подобруваат својствата на триење и абење на алатите за сечење, поради што тие се од суштинско значење во операциите на сечење.Долги години, давателите на технологија за обработка на површината развиваат приспособени решенија за обложување за да ја подобрат отпорноста на абење на алатот за сечење, ефикасноста на обработката и работниот век.Уникатниот предизвик доаѓа од вниманието и оптимизацијата на четири елементи: (i) обработка пред и после обложување на површините на алатот за сечење;(ii) материјали за обложување;(iii) структури за обложување;и (iv) интегрирана технологија за обработка на обложени алатки за сечење.
Извори на абење на алатот за сечење
За време на процесот на сечење, некои механизми на абење се појавуваат во контактната зона помеѓу алатот за сечење и материјалот за обработување.На пример, врзано абење помеѓу чипот и површината за сечење, абразивно абење на алатот од тврдите точки во материјалот на работното парче и абење предизвикано од хемиски реакции на триење (хемиски реакции на материјалот предизвикани од механичко дејство и високи температури).Бидејќи овие напрегања на триење ја намалуваат силата на сечење на алатот за сечење и го скратуваат животниот век на алатот, тие главно влијаат на ефикасноста на обработката на алатот за сечење.
Површинската обвивка го намалува ефектот на триење, додека основниот материјал на алатот за сечење го поддржува премазот и го апсорбира механичкиот стрес.Подобрените перформанси на системот за триење може да заштеди материјал и да ја намали потрошувачката на енергија покрај зголемувањето на продуктивноста.
Улогата на облогата во намалувањето на трошоците за обработка
Животот на алатот за сечење е важен фактор на трошоци во производниот циклус.Меѓу другото, животниот век на алатот за сечење може да се дефинира како времето кога машината може да се обработува без прекин пред да биде потребно одржување.Колку е подолг векот на алатот за сечење, толку се помали трошоците поради прекини во производството и помалку работи за одржување на машината.
Дури и при многу високи температури на сечење, работниот век на алатката за сечење може да се продолжи со обложување, со што значително ќе се намалат трошоците за обработка.Покрај тоа, облогата на алатот за сечење може да ја намали потребата од течности за подмачкување.Не само што ги намалува материјалните трошоци, туку помага и за заштита на животната средина.
Ефект на обработката пред и после обложување врз продуктивноста
Во современите операции на сечење, алатките за сечење треба да поднесуваат високи притисоци (> 2 GPa), високи температури и постојани циклуси на термички стрес.Пред и по обложувањето на алатот за сечење, тој мора да се обработи со соодветен процес.
Пред да се сече облогата на алатот, може да се користат различни методи на предтретман за да се подготви за последователниот процес на обложување, притоа значително да се подобри адхезијата на облогата.Работејќи заедно со облогата, подготовката на сечилото на алатот исто така може да ја зголеми брзината на сечење и брзината на напојување и да го продолжи животниот век на алатот за сечење.
Постобработката на облогата (подготовка на рабовите, обработка на површината и структуирање) исто така игра одредна улога во оптимизацијата на алатот за сечење, особено за да се спречи можното рано абење со формирање на чип (сврзување на материјалот од работното парче со сечениот раб на алатка).
Размислувања за обложување и избор
Барањата за перформансите на облогата може да бидат многу различни.Во услови на обработка каде што температурата на најсовремената страна е висока, карактеристиките на абење отпорни на топлина на облогата стануваат исклучително важни.Се очекува дека модерните премази треба да ги имаат и следните карактеристики: одлични перформанси на висока температура, отпорност на оксидација, висока цврстина (дури и при високи температури) и микроскопска цврстина (пластичност) преку дизајнот на наноструктурирани слоеви.
За ефикасни алатки за сечење, оптимизираната адхезија на облогата и разумната распределба на преостанатите напрегања се два одлучувачки фактори.Прво, треба да се земе предвид интеракцијата помеѓу материјалот на подлогата и материјалот за обложување.Второ, треба да има што е можно помал афинитет помеѓу материјалот за обложување и материјалот што треба да се обработи.Можноста за адхезија помеѓу облогата и работното парче може значително да се намали со користење на соодветна геометрија на алатот и полирање на облогата.
Облогите на база на алуминиум (на пр. AlTiN) најчесто се користат како облоги за алат за сечење во индустријата за сечење.Под дејство на високи температури на сечење, овие премази на база на алуминиум можат да формираат тенок и густ слој од алуминиум оксид кој постојано се обновува за време на обработката, го штити облогата и материјалот на подлогата под него од оксидативен напад.
Изведбата на тврдоста и отпорноста на оксидација на облогата може да се прилагоди со промена на содржината на алуминиум и структурата на облогата.На пример, со зголемување на содржината на алуминиум, користење на нано-структури или микролегирање (т.е. легирање со елементи со мала содржина), отпорноста на оксидација на облогата може да се подобри.
Покрај хемискиот состав на материјалот за обложување, промените во структурата на облогата може значително да влијаат на перформансите на облогата.Различните перформанси на алатот за сечење зависи од распределбата на различните елементи во микроструктурата на облогата.
Во денешно време, неколку единечни облоги со различни хемиски состави можат да се комбинираат во композитен слој за да се добијат посакуваните перформанси.Овој тренд ќе продолжи да се развива во иднина - особено преку нови системи за обложување и процеси на обложување, како што е технологијата за испарување на лакот HI3 (Тројна висока јонизација) и хибридна обвивка која комбинира три високојонизирани процеси на обложување во еден.
Како сеопфатна облога, премазите базирани на титаниум-силициум (TiSi) нудат одлична обработливост.Овие премази може да се користат за обработка на челици со висока цврстина со различна содржина на карбид (тврдост на јадрото до HRC 65) и челици со средна цврстина (тврдост на јадрото HRC 40).Дизајнот на структурата на облогата може да се прилагоди соодветно на различните апликации за обработка.Како резултат на тоа, алатите за сечење обложени со титаниум силикон може да се користат за сечење и обработка на широк спектар на материјали за обработување од високолегирани, нисколегирани челици до стврднати челици и легури на титаниум.Тестовите за сечење со висока завршна обработка на рамни работни парчиња (тврдост HRC 44) покажаа дека обложените алатки за сечење можат да го зголемат својот век на траење за речиси два пати и да ја намалат грубоста на површината за околу 10 пати.
Облогата базирана на титаниум-силициум го минимизира последователното полирање на површината.Ваквите премази ќе се очекува да се користат при обработка со високи брзини на сечење, високи температури на рабовите и високи стапки на отстранување на метал.
За некои други PVD премази (особено микролегирани премази), компаниите за обложување, исто така, тесно соработуваат со процесорите за истражување и развој на различни оптимизирани решенија за обработка на површината.Затоа, можни се и практично применливи значителни подобрувања во ефикасноста на обработката, употребата на алат за сечење, квалитетот на обработката и интеракцијата помеѓу материјалот, облогата и обработката.Со работа со професионален партнер за обложување, корисниците можат да ја зголемат ефикасноста на користењето на нивните алатки во текот на нивниот животен циклус.
Време на објавување: Ноември-07-2022 година