Salutan alat pemotong meningkatkan sifat geseran dan haus alat pemotong, itulah sebabnya ia penting dalam operasi pemotongan.Selama bertahun-tahun, pembekal teknologi pemprosesan permukaan telah membangunkan penyelesaian salutan tersuai untuk meningkatkan rintangan haus alat pemotong, kecekapan pemesinan dan hayat perkhidmatan.Cabaran unik datang daripada perhatian dan pengoptimuman empat elemen: (i) pemprosesan pra dan pasca salutan permukaan alat pemotong;(ii) bahan salutan;(iii) struktur salutan;dan (iv) teknologi pemprosesan bersepadu untuk alat pemotong bersalut.
Sumber haus alat pemotong
Semasa proses pemotongan, beberapa mekanisme haus berlaku dalam zon sentuhan antara alat pemotong dan bahan bahan kerja.Sebagai contoh, haus terikat antara cip dan permukaan pemotongan, haus kasar alat oleh titik keras dalam bahan bahan kerja, dan haus yang disebabkan oleh tindak balas kimia geseran (tindak balas kimia bahan yang disebabkan oleh tindakan mekanikal dan suhu tinggi).Oleh kerana tegasan geseran ini mengurangkan daya pemotongan alat pemotong dan memendekkan hayat alat, ia mempengaruhi kecekapan pemesinan alat pemotong.
Salutan permukaan mengurangkan kesan geseran, manakala bahan asas alat pemotong menyokong salutan dan menyerap tekanan mekanikal.Prestasi sistem geseran yang lebih baik dapat menjimatkan bahan dan mengurangkan penggunaan tenaga selain meningkatkan produktiviti.
Peranan salutan dalam mengurangkan kos pemprosesan
Hayat alat pemotong adalah faktor kos penting dalam kitaran pengeluaran.Antara lain, hayat alat pemotong boleh ditakrifkan sebagai masa mesin boleh dimesin tanpa gangguan sebelum penyelenggaraan diperlukan.Semakin lama hayat alat pemotong, semakin rendah kos akibat gangguan pengeluaran dan semakin sedikit kerja penyelenggaraan yang perlu dilakukan oleh mesin.
Walaupun pada suhu pemotongan yang sangat tinggi, hayat penggunaan alat pemotong boleh dilanjutkan dengan salutan, sekali gus mengurangkan kos pemesinan dengan ketara.Di samping itu, salutan alat pemotong boleh mengurangkan keperluan untuk cecair pelincir.Bukan sahaja mengurangkan kos bahan, tetapi juga membantu melindungi alam sekitar.
Kesan pemprosesan pra dan pasca salutan terhadap produktiviti
Dalam operasi pemotongan moden, alat pemotong perlu menanggung tekanan tinggi (>2 GPa), suhu tinggi dan kitaran tekanan haba yang berterusan.Sebelum dan selepas salutan alat pemotong, ia mesti dirawat dengan proses yang sesuai.
Sebelum salutan alat pemotong, pelbagai kaedah prarawatan boleh digunakan untuk menyediakan proses salutan seterusnya, sambil meningkatkan lekatan salutan dengan ketara.Dengan bekerja bersama-sama dengan salutan, penyediaan alat canggih juga boleh meningkatkan kelajuan pemotongan dan kadar suapan, dan memanjangkan hayat alat pemotong.
Pemprosesan pasca salutan (penyediaan tepi, pemprosesan permukaan dan penstrukturan) juga memainkan peranan penentu dalam pengoptimuman alat pemotong, khususnya untuk mengelakkan kemungkinan haus awal dengan pembentukan cip (ikatan bahan bahan kerja ke tepi pemotongan. alat).
Pertimbangan salutan dan pemilihan
Keperluan untuk prestasi salutan boleh sangat berbeza.Di bawah keadaan pemesinan di mana suhu canggih adalah tinggi, ciri haus tahan haba salutan menjadi sangat penting.Salutan moden juga dijangka mempunyai ciri-ciri berikut: prestasi suhu tinggi yang sangat baik, rintangan pengoksidaan, kekerasan tinggi (walaupun pada suhu tinggi), dan keliatan mikroskopik (keplastikan) melalui reka bentuk lapisan berstruktur nano.
Untuk alat pemotong yang cekap, lekatan salutan yang dioptimumkan dan taburan tegasan baki yang munasabah adalah dua faktor penentu.Pertama, interaksi antara bahan substrat dan bahan salutan perlu dipertimbangkan.Kedua, perlu ada pertalian sesedikit mungkin antara bahan salutan dan bahan yang akan diproses.Kemungkinan lekatan antara salutan dan bahan kerja boleh dikurangkan dengan ketara dengan menggunakan geometri alat yang sesuai dan menggilap salutan.
Salutan berasaskan aluminium (cth AlTiN) biasanya digunakan sebagai salutan alat pemotong dalam industri pemotongan.Di bawah tindakan suhu pemotongan yang tinggi, salutan berasaskan aluminium ini boleh membentuk lapisan nipis dan padat aluminium oksida yang sentiasa memperbaharui dirinya semasa pemesinan, melindungi salutan dan bahan substrat di bawahnya daripada serangan oksidatif.
Kekerasan dan prestasi rintangan pengoksidaan salutan boleh dilaraskan dengan menukar kandungan aluminium dan struktur salutan.Contohnya, dengan meningkatkan kandungan aluminium, menggunakan struktur nano atau pengaloian mikro (iaitu, mengaloi dengan unsur kandungan rendah), rintangan pengoksidaan salutan boleh dipertingkatkan.
Sebagai tambahan kepada komposisi kimia bahan salutan, perubahan dalam struktur salutan boleh menjejaskan prestasi salutan dengan ketara.Prestasi alat pemotong yang berbeza bergantung pada pengedaran pelbagai elemen dalam struktur mikro salutan.
Pada masa kini, beberapa lapisan salutan tunggal dengan komposisi kimia yang berbeza boleh digabungkan menjadi lapisan salutan komposit untuk mendapatkan prestasi yang diingini.Trend ini akan terus berkembang pada masa hadapan – terutamanya melalui sistem salutan dan proses salutan baharu, seperti penyejatan arka HI3 (Tiga Pengionan Tinggi) dan teknologi salutan hibrid sputtering yang menggabungkan tiga proses salutan terion tinggi menjadi satu.
Sebagai salutan serba bulat, salutan berasaskan titanium-silikon (TiSi) menawarkan kebolehmesinan yang sangat baik.Salutan ini boleh digunakan untuk memproses kedua-dua keluli kekerasan tinggi dengan kandungan karbida yang berbeza (kekerasan teras sehingga HRC 65) dan keluli kekerasan sederhana (kekerasan teras HRC 40).Reka bentuk struktur salutan boleh disesuaikan mengikut aplikasi pemesinan yang berbeza.Akibatnya, alat pemotong bersalut berasaskan silikon titanium boleh digunakan untuk memotong dan memproses pelbagai jenis bahan bahan kerja daripada keluli aloi tinggi, aloi rendah kepada keluli keras dan aloi titanium.Ujian pemotongan kemasan tinggi pada bahan kerja rata (kekerasan HRC 44) telah menunjukkan bahawa alat pemotong bersalut boleh meningkatkan hayatnya hampir dua kali ganda dan mengurangkan kekasaran permukaan kira-kira 10 kali ganda.
Salutan berasaskan titanium-silikon meminimumkan penggilapan permukaan seterusnya.Salutan sedemikian dijangka akan digunakan dalam pemprosesan dengan kelajuan pemotongan yang tinggi, suhu tepi yang tinggi dan kadar penyingkiran logam yang tinggi.
Untuk beberapa salutan PVD lain (terutamanya salutan aloi mikro), syarikat salutan juga bekerjasama rapat dengan pemproses untuk menyelidik dan membangunkan pelbagai penyelesaian pemprosesan permukaan yang dioptimumkan.Oleh itu, peningkatan ketara dalam kecekapan pemesinan, penggunaan alat pemotong, kualiti pemesinan, dan interaksi antara bahan, salutan dan pemesinan adalah mungkin, dan boleh digunakan secara praktikal.Dengan bekerjasama dengan rakan kongsi salutan profesional, pengguna boleh meningkatkan kecekapan penggunaan alatan mereka sepanjang kitaran hayat mereka.
Masa siaran: Nov-07-2022