El tractament correcte de la superfície de les petites eines de tall rodones pot millorar la vida útil de l'eina, reduir el temps del cicle de mecanitzat i millorar la qualitat de la superfície mecanitzada. Tanmateix, triar el recobriment d'eina adequat per a les vostres necessitats de mecanitzat pot ser una tasca confusa.
Cada recobriment té avantatges i desavantatges en el tall. Si es selecciona el recobriment incorrecte, pot resultar en una vida útil inferior a la d'una eina sense recobriment i, de vegades, fins i tot causar més problemes.
Hi ha molts tipus de recobriments d'eines disponibles, inclosos recobriments PVD, recobriments CVD i recobriments compostos que alternen recobriments PVD i CVD, que es poden obtenir fàcilment dels fabricants d'eines o proveïdors de recobriments.
Aquest article introduirà breument algunes propietats comunes dels recobriments d'eines i algunes opcions de selecció de recobriments PVD i CVD d'ús habitual. Cada propietat de recobriment té un paper important a l'hora de determinar quin recobriment és més beneficiós per tallar.
Propietats del recobriment
1. Duresa
L'alta duresa superficial aportada pel recobriment és una de les millors maneres de millorar la vida útil de l'eina. En termes generals, com més dur sigui el material o la superfície, més llarga serà la vida útil de l'eina.
El recobriment de carbur de titani (TiCN) té una duresa més alta que el recobriment de nitrur de titani (TiN). A causa de l'augment del contingut de carboni, la duresa del recobriment de TiCN ha augmentat un 33% i la seva duresa oscil·la entre uns Hv3000 i 4000 (segons el fabricant).
L'aplicació de recobriment de diamant CVD amb una duresa superficial de fins a Hv9000 en eines de tall ha estat relativament madura. En comparació amb les eines recobertes de PVD, la vida útil de les eines recobertes de diamant CVD ha augmentat de 10 a 20 vegades. L'elevada duresa i velocitat de tall dels recobriments de diamant poden augmentar la velocitat de tall de 2 a 3 vegades en comparació amb les eines sense recobrir, la qual cosa la converteix en una bona opció per tallar materials no-ferrosos.
2. Resistència al desgast
La resistència al desgast es refereix a la capacitat del recobriment de resistir el desgast. Tot i que la duresa d'alguns materials de la peça pot ser que no sigui massa alta, els elements afegits durant el procés de producció i els processos utilitzats poden fer que el tall de l'eina s'esquerde o es romi.
3. Lubricitat superficial
Els coeficients de fricció elevats augmenten la calor de tall, donant lloc a una vida útil del recobriment escurçada o fins i tot a una fallada. La reducció del coeficient de fricció pot allargar molt la vida útil de l'eina. Les superfícies de recobriment fines i llises o amb textura regular ajuden a reduir la calor de tall, ja que la superfície llisa permet que les estelles llisquin ràpidament de la vora de tall frontal i redueixin la generació de calor. En comparació amb les eines sense recobrir, les eines recobertes amb una millor lubricitat superficial també es poden processar a velocitats de tall més altes, evitant encara més la soldadura de fusió a alta -temperatura amb el material de la peça.
4. Temperatura d'oxidació
La temperatura d'oxidació fa referència a la temperatura a la qual el recobriment comença a descompondre's. Com més alta sigui la temperatura d'oxidació, més favorable és per tallar en condicions d'alta temperatura. Tot i que la duresa a temperatura ambient del recobriment de TiAlN pot ser inferior a la del recobriment de TiCN, s'ha demostrat que és molt més eficaç que el TiCN en el processament a alta-temperatura. La raó per la qual el recobriment TiAlN encara pot mantenir la seva duresa a altes temperatures és que es pot formar una capa d'òxid d'alumini entre l'eina i el xip, que pot transferir la calor de l'eina a la peça o xip. En comparació amb les eines d'acer-d'alta velocitat, les eines de carbur solen tenir velocitats de tall més altes, cosa que fa que TiAlN sigui el recobriment preferit per a les eines de carbur. Les broques de carbur i les freses d'extrem solen utilitzar aquest recobriment PVD TiAlN.
5. Anti-adhesió
La propietat anti-adherència del recobriment pot prevenir o reduir la reacció química entre l'eina i el material processat i evitar la deposició del material de la peça a l'eina.
Quan es mecanitzen metalls no fèrrics (com ara alumini, llautó, etc.), sovint es produeixen-bords a l'eina, la qual cosa provoca un trencament de l'eina o una desviació de la mida de la peça. Un cop el material que s'està mecanitzant comença a adherir-se a l'eina, l'adhesió continuarà expandint-se.
En mecanitzar peces d'alumini amb aixetes de formació, l'alumini adherit a l'aixeta augmentarà després de mecanitzar cada forat i, finalment, el diàmetre de l'aixeta es fa massa gran, provocant que la desviació de la mida de la peça es descarti. Els recobriments amb bones propietats anti-adherència poden tenir un bon paper fins i tot en ocasions de mecanitzat amb un rendiment deficient del refrigerant o una concentració insuficient.
Recobriments d'ús habitual
1. Recobriment de nitrur de titani (TiN)
El TiN és un recobriment-de PVD d'ús general que pot augmentar la duresa de l'eina i té una temperatura d'oxidació elevada. Aquest recobriment pot aconseguir molt bons resultats de mecanitzat quan s'utilitza per a eines de tall d'acer d'alta velocitat-o eines de conformació.
2. Recobriment de nitrur de carbur de titani (TiCN)
L'element de carboni afegit al recobriment de TiCN pot augmentar la duresa de l'eina i obtenir una millor lubricitat de la superfície, el que el converteix en un recobriment ideal per a eines d'acer d'-alta velocitat.
3. Nitrogen Alumini Titani o Nitrogen Titani Revestiment d'alumini (TiAlN/AlTiN)
La capa d'òxid d'alumini formada en el recobriment TiAlN/AlTiN pot millorar eficaçment la vida de mecanitzat a alta -temperatura de l'eina. Aquest recobriment es pot utilitzar per a eines de carbur que s'utilitzen principalment per al tall en sec o semi{2}}sec. Depenent de la proporció d'alumini i titani que conté el recobriment, el recobriment AlTiN pot proporcionar una duresa superficial més alta que el recobriment TiAlN, per la qual cosa és una altra opció de recobriment viable en el camp del mecanitzat d'alta velocitat-.
4. Revestiment d'alumini de crom de nitrogen (AlCrN)
La bona propietat anti-adherència del recobriment d'AlCrN el converteix en el recobriment preferit en mecanitzats propensos a la-cant acumulada. Després d'aplicar aquest recobriment gairebé invisible, el rendiment de mecanitzat de les eines d'acer d'alta-velocitat o les eines de carbur i les eines de conformació millorarà molt.
5. Diamant
Els recobriments de diamant CVD proporcionen un rendiment òptim per a les eines de mecanitzat de materials no-ferrosos i són ideals per a la mecanització de grafit, compostos de matriu metàl·lica (MMC), aliatges d'alumini d'alt silici i molts altres materials altament abrasius (nota: les eines recobertes de diamant pur no es poden utilitzar per mecanitzar peces d'acer perquè el mecanitzat de peces d'acer genera una gran quantitat de calor de tall entre la reacció química de tall i l'adhesió entre la capa i l'adhesió. l'eina).
Els diferents recobriments són adequats per al fresat dur, roscat i trepat, i cadascun té la seva pròpia aplicació específica. A més, es poden utilitzar recobriments multi-capes, que tenen altres recobriments incrustats entre la capa superficial i el substrat de l'eina per millorar encara més la vida útil de l'eina.
Aplicació reeixida de recobriments
L'aplicació rendible-de recobriments pot dependre de molts factors, però per a cada aplicació de mecanitzat específica, normalment només hi ha una o unes quantes opcions de recobriment viables.
L'elecció correcta del recobriment i les seves característiques poden significar la diferència entre una millora significativa en el rendiment del mecanitzat i gairebé cap millora. La profunditat de tall, la velocitat de tall i el refrigerant poden afectar l'aplicació dels recobriments d'eines.
Com que hi ha moltes variables en el mecanitzat d'un material de peça, una de les millors maneres de determinar quin recobriment utilitzar és mitjançant el tall de prova. Els proveïdors de recobriments desenvolupen constantment més recobriments nous per millorar encara més la resistència a les altes temperatures, la fricció i la resistència al desgast del recobriment. Sempre és bo comprovar l'aplicació dels últims i millors recobriments d'eines en el mecanitzat amb el fabricant de recobriments (eines).
