Hvordan velge riktig verktøybelegg for din bearbeidingsapplikasjon

Det finnes et stort utvalg av PVD (fysisk dampavsetning), CVD (kjemisk dampavsetning) og alternative overflatebehandlinger som er lett tilgjengelige fra produsentene eller belegningsanleggene. Denne artikkelen vil bedre knytte deg til noen vanlige belegningsattributter og noen populære PVD- og CVD-valg. Hver av disse egenskapene spiller en viktig rolle for å bestemme hvilken behandling som kan være mest gunstig for en applikasjon.

Belegningsegenskaper

hardhet

En høy overflatehardhet fra belegget ditt er en av de beste måtene å øke verktøyets levetid på. Generelt, jo vanskeligere materialet eller overflaten, jo lengre vil verktøyet vare. Titankarbonitrid (TiCN) har en høyere overflatehardhet i forhold til titanitrid (TiN). Tilsetningen av karbon gir TiCN 33 prosent høyere hardhet og endrer området fra ca. 3000 til 4000 Vickers, avhengig av produsenten. Med en overflatehardhet i nærheten av 9000 Vickers, har CVD-diamantbelegg som er blitt dyrket på verktøyene, vist 10 til 20 ganger bedre verktøyliv i forhold til PVD-belegg. Dette er belegget av valg for produksjonsarbeid i ikke-jernholdige materialer på grunn av sin høyere hardhet og evne til å kjøre ved to til tre ganger hastigheten på ubelagt verktøy.

Slitestyrke

Dette er beleggets evne til å beskytte mot slitasje. Selv om et materiale ikke kan være vanskelig, kan elementer og prosesser som legges til under produksjonen hjelpe til ved sammenbrudd av skjærekanter eller danner lober.

Overflatesmørhet

En høy friksjonskoeffisient forårsaker økt varme, noe som fører til kortere belegglevetid eller beleggfeil. En lavere friksjonskoeffisient kan imidlertid øke verktøyets levetid. Mengden varme kan reduseres med en overflate som mangler grovhet eller uregelmessigheter. Denne glatte overflaten lar sjetongene glide av ansiktet av verktøyet, noe som gir mindre varme. En høyere overflatesmøring kan også gi økte hastigheter sammenlignet med ikke-belagte versjoner. Dette ytterligere avhenger av galling av arbeidsmaterialet.

Oksidasjonstemperatur

Dette er punktet hvor behandlingen begynner å bryte ned. En høyere oksidasjonstemperaturbedring forbedrer suksess i høye varmeprogrammer. Selv om titan aluminium nitrid (TiAlN) belegg kanskje ikke er så vanskelig som TiCN ved romtemperatur, viser det seg å være mye mer effektivt i applikasjoner hvor varme genereres. Dette belegg holder hardheten ved høyere temperaturer på grunn av et lag av aluminiumoksyd som dannes mellom verktøyet og skjærebrikken. Dette laget overfører varmen vekk fra verktøyet og inn i delen eller brikken. Karbidverktøyet kjøres vanligvis ved høyere hastigheter sammenlignet med HSS. Dette gjør TiAlN til et foretrukket valg når belegget karbid. Bor og sluttbrukere er vanligvis belagt med denne typen PVD-behandling.

Anti-Seizure

Denne egenskapen holder materialet fra å deponere på verktøyet ved å hindre mindre kjemisk reaktivitet mellom verktøyet og skjærematerialet. BUE (Built Up Edge) er svært vanlig i ikke-jernholdige materialer som aluminium eller messing. BUE kan føre til chipping av verktøyet eller oversize av delen. Når materialet begynner å følge verktøyet, fortsetter det å tiltrekke seg. Når det gjelder bearbeiding av aluminium med formkran, blir aluminiumsdepositum større etter hvert hull. Til slutt blir pitchdiameteren så forstørret at delen blir overdimensjonert og må skrapes. Et belegg med økte anti-anfall egenskaper kan til og med være i stand til å hjelpe hvor dårlig kjølevæskekvalitet eller konsentrasjon er et problem.

Vanlige belegg

• Titannitrid (TiN)

Generelt PVD-belegg som øker hardheten og har en høy oksidasjonstemperatur. Dette belegget fungerer bra mens det skjæres eller dannes med HSS-verktøy.

• Titankarbo-nitrid (TiCN)

Tilsetningen av karbon gir mer hardhet og bedre overflatesmøring. Dette belegget er ideelt for HSS skjæreverktøy.

• Titan Aluminiumnitrid (TiAlN eller AlTiN)

Et dannet lag av aluminiumoksyd gir dette verktøyet bedre levetid ved høye varmeapplikasjoner. Dette belegget er primært valgt for karbidverktøy hvor lite eller ingen kjølevæske brukes. AlTiN gir en høyere overflatehardhet enn TiAlN, sammen med forskjellige prosentandeler av aluminium og titan. Det er et annet levedyktig alternativ i HSMs verden.

• Kromnitrid (CrN)

Anti-beslagegenskapene til dette belegget gjør det foretrukket i situasjoner hvor BUE er vanlig. HSS eller karbid skjære og forming verktøy vil bli sett med dette nesten usynlige belegg.

• Diamant

En CVD-prosess som gir den høyeste ytelsen tilgjengelig i ikke-jernholdige materialer. Ideell for kutting av grafitt, MMC (Metal Matrix Composites), høy silisium aluminium og mange andre slipemidler (Merk: Ekte diamantbelegg skal ikke brukes under bearbeiding av stål. Mer varme genereres under kutting av stål og forårsaker dermed kjemiske reaksjoner som bryter ned bindinger som holder dette belegget til verktøyet).

Belegg for hard fresing, tapping og boring varierer alle og er applikasjonsspesifikke. Også tilgjengelig er flerskiktsbelegg som flipper til neste lag i stedet for verktøysubstratet, noe som gir en ytterligere økning i verktøyets levetid.