Obecný přehled nástřiků nástrojů

Povlečené řezné nástroje se týkají nástrojů, které mají na povrchu z cementovaného karbidu nebo vysokorychlostní oceli (HSS) tenkou vrstvu žáruvzdorných kovových nebo nekovových sloučenin, film může být také uložen na keramickém, diamantovém, kubickém nitridu boru (CBN) a další superhrdlé listy materiálu). Jako chemická bariéra a tepelná bariéra může fólie omezit difúzi a chemické reakce mezi nástrojem a obrobkem, čímž se sníží opotřebení půlměsíce. Povlečené řezné nástroje mají vlastnosti vysoké tvrdosti povrchu, dobrou odolnost proti opotřebení, dobrou chemickou stabilitu, vysokou odolnost proti teplu a oxidaci, malý koeficient tření a nízkou tepelnou vodivost apod., Tyto výhody mohou zlepšit životnost nástroje o 3 až 5krát při řezání může být také řezná rychlost zlepšena o 20% až 70%, přesnost obrábění se může zlepšit o 0,5 až 1 a náklady na spotřebu nástroje lze snížit o 20% až 50%. Výsledkem je, že řezné nástroje s povlakem se staly symbolem moderních řezných nástrojů a jeho poměr využití v řezných nástrojích je více než 50%. V současné době se používají všechny druhy nástrojů pro řezání včetně soustružnických nástrojů, vrtacích nástrojů, vrtáků, výstružníků, brousících kleští, šroubovacích kohoutů, závitových klapek, frézovacích hlav, fréz, tvářecích nástrojů, varných desek a frézovacích nožů. zlepšení výkonu.  

K dispozici jsou čtyři typy povlečených nástrojů: povlečené nástroje HSS, povlečené nástroje ze slinutého karbidu, potažené keramické nástroje a ostřikované superhrdlové materiály (diamantové nebo kubické nitridové bary). Nejvíce se však používají nástřikové nástroje HSS a povlečené nástroje ze slinutého karbidu. Povlaky na keramických a super tvrdých nožkách jsou materiály s nižší tvrdostí než podklad. Účelem je zvýšit lomovou houževnatost povrchu listu (lomová houževnatost se může zlepšit o 10%), což může pomoci snížit odlupování a zlomení čepele a rozšířit rozsah aplikací.

Způsob nanášení

V současné době existují dva druhy způsobů nanášení, které se běžně používají při výrobě: metoda fyzikální depozice s párou (PVD) a metoda chemické depozice par (CVD). Teplota nanášení PVD je 500 ° C , tloušťka povlaku je 2 ~ 5 μm . Teplota nánosu CVD je 900 ℃ ~ 1100 ℃ , tloušťka povlaku je 5 ~ 10 μm , zařízení CVD je také jednoduché a CVD nátěr je velmi jednotný. Nástroje HSS obvykle používají metodu PVD, protože teplota nanášení PVD nepřekračuje teplotu temperování samotné rychlořezné oceli. Většina ze slinutého karbidu používá metodu CVD, protože při povlékání bude mezi povlakem a substrátem vytvořena křehká vrstva oduhličení (n-fáze) kvůli vysoké teplotě nánosu. V posledních deseti letech, s vývojem technologií potahování, slinutý karbid může také použít PVD metodu. Jako kompozitní povlakování se kombinace PVD a CVD nazývá metoda PACVD (metoda plazmového CVD). Metoda PECVD používá plazmu k podpoře chemických reakcí a teplota povlaku může být snížena na méně než 400 ° C (v současné době byla teplota povlaku snížena na 180 ° C ~ 200 ° C ), což zaručuje, že nedochází k žádným změnám, fázovým změnám nebo výměnné reakci mezi substrátu ze slinutého karbidu a potahovacího materiálu a poté udržovat původní houževnatost pilového kotouče. Tato metoda je obzvláště účinná pro povrchové nátěry s diamantovým a kubickým nitridem boritým (CBN).

Při použití metody CVD vyžaduje ostří předem pasivující ošetření (poloměr tupého kruhu je obvykle 0,02-0,08 mm a síla řezné hrany se zvětšuje při zvětšení poloměru tupého kruhu). Takže řezný břit není tak ostrý jako neupravená čepel. Výsledkem je, že řezné nástroje, které vyžadují ostré řezné hrany, by měly používat metodu PVD. Povlak se může nejen uložit na obecnou řeznou čepel, ale i na tuhý nástroj a nyní jej lze nanášet na nástroje svařovaných slinutých karbidů. Přijetí metody PCVD na vrtáky s cementovým karbidem může prodloužit životnost vrtáků o desetkrát delší než vrtačka s vysokorychlostní ocelí a účinnost může být zvýšena až na 5krát.

Nátěrové hmoty

Povlakové materiály musí splňovat požadavky na vysokou tvrdost, dobrou odolnost proti opotřebení, dobrou chemickou stabilitu, žádnou chemickou reakci s materiálem obrobku, dobrou odolnost proti teplu a oxidaci, nízký koeficient tření, dobrou přilnavost k podkladu a tak dále. Je zřejmé, že jediný potahový materiál obtížně splňuje výše uvedené požadavky. Tvrdý nátěrový materiál tak vstoupil do nového stádiu, který vyvinul hrubý film, kompozitní nátěr a vícesložkový nátěr od počátku jediného TiC, TiN, Al ₂ O ₃ . Kompozice nově vyvinutých vícevrstvých povlaků TiCN, TiAlN, TiAlN, TiTN, TiN, TiOlN, TiO, TiN, Al2O3 a nové protiplastické deformační matrice významně přispívají ke zlepšení houževnatosti , vazebnou pevnost povlaku a podkladu, odolnost proti opotřebení povlaku apod.

V současné době technologie, která obložení diamantového filmu na substrátu z cementovaného karbidu dosáhla průlomu, může celkově zlepšit výkon nástroje. Nejvyspělejším a nejvíce používaným tvrdým povlakem je TiN, avšak pevnost mezi TiN povlakem a substrátem je menší než TiC povlak, povlak TiN se snadno odlupuje a tvrdost je nižší než TiC. Když je teplota řezání vysoká, lze TiN povlak jednoduše oxidovat a odstraňovat. TiC povlak má vyšší tvrdost a odolnost proti opotřebení, stejně jako dobrou odolnost vůči oxidaci, ale je křehký se špatnou odolností proti nárazu. TiCN má výhody jak TiC, tak TiN, může řídit vlastnosti TiCN kontinuální změnou složení C a N během procesu potahování a potom vytvářet vícevrstvou strukturu s různými složeními, čímž se snižuje vnitřní napětí povlaku, zlepšení houževnatosti, zvýšení tloušťky povlaku, zabránění růstu trhlin a snížení odlupování. Povlak na bázi TiCN je vhodný pro zpracování obyčejné oceli, legované oceli, nerezové oceli, litinové oceli odolné proti opotřebení apod. Rychlost odstraňování materiálu se může při obrábění zvýšit o 2 až 3 krát.

TiAlN, CrN, TiAlCrN jsou v posledních letech nově vyvinutým tvrdým lakem. Tištěné lišty TiAlN jsou komerčně dostupné. Při dobré chemické odolnosti a odolnosti proti opotřebení oxidací je při obrábění vysoce legované oceli, nerezové oceli, slitiny titanu a slitiny niklu životnost nástroje 3 až 4krát vyšší než povrchová úprava TiN. Kromě toho, pokud je v TiAlN povlaku vhodná koncentrace hliníku, vytvoří se vrstva tvrdého inertního ochranného filmu mezi řezným nástrojem a čipovým rozhraním, s dobrou tepelnou izolací, tato fólie může být účinně používána pro vysokorychlostní řezání. CrN je druh povlaku bez titanu, který je vhodný pro řezání titanu, slitin titanu, mědi, hliníku a jiných měkkých materiálů s dobrou chemickou stabilitou a bez lepivosti. TiAlCrN je gradientní konstrukční nátěr s vysokou houževnatostí a tvrdostí, stejně jako malý koeficient tření, je vhodný pro frézu, varnou desku, kohoutek a další nástroje, řezný výkon je výrazně lepší než TiN.