Премази резних алата побољшавају својства трења и хабања резних алата, због чега су неопходни у операцијама сечења.Већ дуги низ година, добављачи технологије обраде површине развијају прилагођена решења премаза за побољшање отпорности резног алата на хабање, ефикасност машинске обраде и век трајања.Јединствени изазов долази од пажње и оптимизације четири елемента: (и) пре- и пост-премазивање површина резних алата;(ии) материјали за облагање;(иии) структуре премаза;и (ив) интегрисана технологија обраде обложених резних алата.
Извори хабања резног алата
Током процеса сечења, неки механизми хабања се јављају у зони контакта између резног алата и материјала радног предмета.На пример, везано хабање између струготине и површине за сечење, абразивно хабање алата чврстим тачкама у материјалу радног предмета и хабање изазвано хемијским реакцијама трења (хемијске реакције материјала изазване механичким деловањем и високим температурама).Пошто ови напони трења смањују силу резања резног алата и скраћују век алата, они углавном утичу на ефикасност обраде резног алата.
Површински премаз смањује ефекат трења, док основни материјал резног алата подржава премаз и апсорбује механички стрес.Побољшане перформансе система трења могу уштедети материјал и смањити потрошњу енергије поред повећања продуктивности.
Улога премаза у смањењу трошкова обраде
Век трајања резног алата је важан фактор трошкова у производном циклусу.Између осталог, век резног алата се може дефинисати као време када машина може да се обради без прекида пре него што је потребно одржавање.Што је дужи век резног алата, то су мањи трошкови због прекида производње и мање радова на одржавању машина мора да уради.
Чак и при веома високим температурама резања, век употребе алата за сечење може се продужити премазивањем, чиме се значајно смањују трошкови обраде.Поред тога, премаз резног алата може смањити потребу за течностима за подмазивање.Не само да смањује материјалне трошкове, већ и помаже у заштити животне средине.
Утицај обраде пре и после наношења премаза на продуктивност
У савременим операцијама резања, резни алати морају да издрже високе притиске (>2 ГПа), високе температуре и константне циклусе термичког напрезања.Пре и после премазања резног алата, мора се третирати одговарајућим поступком.
Пре сечења премаза алата, различите методе предтретмана се могу користити за припрему за накнадни процес премазивања, уз значајно побољшање пријањања премаза.Радећи у комбинацији са премазом, припрема резне ивице алата такође може повећати брзину резања и помак и продужити век резног алата.
Накнадна обрада премаза (припрема ивица, обрада површине и структурирање) такође игра одлучујућу улогу у оптимизацији алата за сечење, посебно да би се спречило могуће рано хабање стварањем струготине (лепљење материјала радног предмета за резну ивицу резног алата). оруђе).
Разматрања и избор премаза
Захтеви за перформансе премаза могу бити веома различити.У условима машинске обраде где је температура резне ивице висока, карактеристике превлаке отпорне на хабање постају изузетно важне.Очекује се да савремени премази имају и следеће карактеристике: одличне перформансе при високим температурама, отпорност на оксидацију, високу тврдоћу (чак и на високим температурама) и микроскопску жилавост (пластичност) кроз дизајн наноструктурираних слојева.
За ефикасне алате за сечење, оптимизована адхезија премаза и разумна расподела заосталих напона су два одлучујућа фактора.Прво, треба размотрити интеракцију између материјала подлоге и материјала за премазивање.Друго, требало би да постоји што мањи афинитет између материјала за облагање и материјала који се обрађује.Могућност адхезије између премаза и радног предмета може се значајно смањити употребом одговарајуће геометрије алата и полирањем премаза.
Премази на бази алуминијума (нпр. АлТиН) се обично користе као премази за резне алате у индустрији сечења.Под дејством високих температура резања, ови премази на бази алуминијума могу да формирају танак и густ слој алуминијум оксида који се непрекидно обнавља током машинске обраде, штити премаз и материјал подлоге испод њега од оксидативног напада.
Тврдоћа и отпорност на оксидацију премаза могу се подесити променом садржаја алуминијума и структуре премаза.На пример, повећањем садржаја алуминијума, коришћењем нано-структура или микро-легирања (тј. легирањем са елементима са ниским садржајем), може се побољшати отпорност премаза на оксидацију.
Поред хемијског састава материјала за облагање, промене у структури премаза могу значајно утицати на перформансе премаза.Различите перформансе резног алата зависе од дистрибуције различитих елемената у микроструктури премаза.
Данас се неколико појединачних слојева премаза са различитим хемијским саставима може комбиновати у композитни слој премаза да би се постигле жељене перформансе.Овај тренд ће наставити да се развија у будућности – посебно кроз нове системе премаза и процесе наношења премаза, као што је ХИ3 (Хигх Ионизатион Трипле) хибридна технологија премаза за испаравање и распршивање која комбинује три процеса високо јонизованог премаза у један.
Као свестрани премаз, премази на бази титанијум-силицијума (ТиСи) нуде одличну обрадивост.Ови премази се могу користити за обраду челика високе тврдоће са различитим садржајем карбида (тврдоћа језгра до ХРЦ 65) и челика средње тврдоће (тврдоћа језгра ХРЦ 40).Дизајн структуре премаза се може прилагодити различитим применама обраде.Као резултат тога, алати за сечење обложени силиконом на бази титанијума могу се користити за сечење и обраду широког спектра материјала за обраду од високолегираних, нисколегираних челика до каљених челика и легура титанијума.Тестови резања високе завршне обраде на равним радним комадима (тврдоћа ХРЦ 44) су показали да обложени резни алати могу да продуже свој животни век скоро два пута и да смање храпавост површине за око 10 пута.
Премаз на бази титан-силицијума минимизира накнадно полирање површине.Очекује се да ће се такви премази користити у обради са великом брзином сечења, високим температурама ивица и високим брзинама уклањања метала.
За неке друге ПВД премазе (посебно микролегиране премазе), компаније за премазе такође блиско сарађују са прерађивачима на истраживању и развоју различитих оптимизованих решења за обраду површина.Стога су могућа и практично применљива значајна побољшања у ефикасности обраде, употреби резног алата, квалитету обраде и интеракцији између материјала, премаза и обраде.Радећи са професионалним партнером за премазивање, корисници могу повећати ефикасност коришћења својих алата током њиховог животног циклуса.
Време поста: 07.11.2022