Powłoka PVD może przedłużyć żywotność narzędzia
Mar 27, 2018| Podczas obróbki narzędzia skrawające zostaną poddane kilku aspektom uszkodzeń, takim jak cięcie ciepła, wysokie ciśnienie, zużycie i oscylacja cieplna. Temperatura ostrza przekroczy 1000 ℃ . To ekstremalne ciepło zniszczy siłę wiązania różnych składników materiału narzędzia, a także może doprowadzić do szkodliwej reakcji chemicznej między narzędziem a przetwarzanym materiałem. Zużycie odbywa się zawsze podczas cięcia: powierzchnia styku między narzędziem i obrabianym materiałem wytrzyma ciśnienie większe niż 140 barów (2000PSI). Szybkie nagrzewanie i chłodzenie narzędzi skrawających jest bardzo częstą sytuacją podczas obróbki: podczas cięcia ostrze jest podgrzewane; gdy ostrze zostanie usunięte z powierzchni cięcia, ostrze zostanie schłodzone. Ta mechaniczna oscylacja często występuje na powierzchni procesu nieciągłego. Mechaniczne oscylacje czasami pełnią rolę tokarek, w zależności od działania i obróbki przedmiotu obrabianego.
1. Powłoka AlTiN
Aby rozwiązać te problemy w procesie cięcia, wiele narzędzi skrawających odłożyło powłokę AlTiN na urządzeniach do powlekania PVD metodą osadzania łukowego. Powłoki AlTiN są stosowane głównie w suchej obróbce skrawaniem i mają wiele zalet, takich jak wysoka twardość (Hv> 30GPa), dobra odporność na zużycie i wysoka odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze (850 ℃ ) i niskie przewodnictwo cieplne.
2. Powłoka z tlenku glinu (Al 2 O 3 )
Niektóre zastosowania wymagają specjalnych powłok, takich jak powłoki tlenku glinu. Powłoki tlenku glinu na wkładkach z węglika spiekanego mają tę zaletę, że są odporne na zużycie kraterowe i pękanie termiczne. Powłoki z tlenku glinu są zwykle osadzane metodami CVD (Chemical Vapor Deposition). Ale są pewne wady, ponieważ są one osadzane w wysokiej temperaturze (1000 ℃ ), a kruchość węglika spiekanego wpłynie na zastosowanie ostrza w cięciu metalu, zwłaszcza przy frezowaniu. Powłoka PVD z tlenku glinu ma wiele zalet ze względu na niższy zakres temperatury osadzania (zwykle pomiędzy 350 ℃ i 600 ℃). W szczególności jego wysoka stabilność temperaturowa, stabilność chemiczna i niskie przewodnictwo cieplne przewyższają inne powłoki. Podczas frezowania stali nierdzewnej lub cięcia trudno obrabialnych materiałów powłoki z tlenku glinu PVD wykazują lepszą wydajność w porównaniu z konwencjonalnymi powłokami PVD. Analizując mikrostrukturę interfejsu powłoki AlTiN i powłoki tlenku glinu, wiadomo, że powłoka tlenku glinu i centralna sześcienna sieć przestrzenna AlTiN wiążą się bardzo dobrze. Analiza struktury wykazuje, że powłoka z tlenku glinu jest bezpostaciową strukturą chromu w fazie y, a wielkość ziarna wynosi około 5 ~ 10 nm.
3. Mieszany sprzęt do powlekania
Aparatura do powlekania jonami PVD z zastosowaniem mieszanej technologii powlekania: technologia katodowego odparowywania łuku i technologia rozpylania magnetronowego są mieszane w procesie. Technologia hybrydowa łączy zalety twardych powłok PVD z doskonałą odpornością na zużycie, niskim współczynnikiem tarcia i niską aktywnością chemiczną. Powłoka łukowa, jako warstwa wiążąca, zapewnia niezbędną odporność na ścieranie całej powłoki, a powłoka z tlenku glinu ma temperaturę i stabilność chemiczną.
Ponadto powłokę z tlenku glinu można również stosować jako oddzielną powłokę w niektórych szczególnych przypadkach. Powłoka z tlenku glinu jest osadzana przez unikalną konstrukcję katody napylającej w połączeniu z optymalnym układem projektowym dla gazu procesowego. Pole magnetyczne o zamkniętym obwodzie utworzone przez elektromagnetyczną cewkę indukcyjną tworzy plazmę o wysokiej szybkości jonizacji w pobliżu obrabianego przedmiotu, tym samym realizując wymaganą wydajność powlekania.
4. Perory
Powłoka narzędziowa osadzona za pomocą technologii łukowej, takiej jak powłoka AlTiN, może dodatkowo poprawić wydajność aplikacji narzędzia. Kolejny krok w rozwoju technologii powlekania narzędzi powinien opierać się na technologii hybrydowej technologii łukowej i technologii rozpylania. Jest to połączenie tych dwóch technologii, aby stworzyć podstawę dla nowych przełomów w wydajności aplikacji narzędziowej.