Teisingas mažų apvalių pjovimo įrankių paviršiaus apdorojimas gali pailginti įrankio tarnavimo laiką, sutrumpinti apdirbimo ciklo laiką ir pagerinti apdirbamo paviršiaus kokybę. Tačiau tinkamos įrankio dangos pasirinkimas pagal jūsų apdirbimo poreikius gali būti paini užduotis.
Kiekviena danga turi ir privalumų, ir trūkumų pjovimo metu. Pasirinkus netinkamą dangą, įrankio tarnavimo laikas gali būti trumpesnis nei nepadengto įrankio, o kartais net sukelti daugiau problemų.
Yra daugybė įrankių dangų tipų, įskaitant PVD dangas, CVD dangas ir sudėtines dangas, pakeičiančias PVD ir CVD dangas, kurias galima lengvai įsigyti iš įrankių gamintojų arba dangų tiekėjų.
Šiame straipsnyje trumpai pristatysime kai kurias įprastas įrankių dangų savybes ir kai kurias dažniausiai naudojamas PVD ir CVD dangų pasirinkimo parinktis. Kiekviena dangos savybė atlieka svarbų vaidmenį nustatant, kuri danga yra naudingiausia pjovimui.
Dangos savybės
1. Kietumas
Didelis paviršiaus kietumas, kurį suteikia danga, yra vienas geriausių būdų, kaip pagerinti įrankio tarnavimo laiką. Paprastai tariant, kuo kietesnė medžiaga ar paviršius, tuo ilgesnis įrankio tarnavimo laikas.
Titano karbido (TiCN) danga yra kietesnė nei titano nitrido (TiN) danga. Dėl padidėjusio anglies kiekio TiCN dangos kietumas padidėjo 33%, o jos kietumas svyruoja nuo maždaug Hv3000 iki 4000 (priklausomai nuo gamintojo).
CVD deimantinės dangos, kurios paviršiaus kietumas yra iki Hv9000, dengimas ant pjovimo įrankių buvo gana brandus. Palyginti su PVD dengtais įrankiais, CVD deimantais dengtų įrankių tarnavimo laikas pailgėjo 10–20 kartų. Didelis deimantinių dangų kietumas ir pjovimo greitis gali padidinti pjovimo greitį 2–3 kartus, palyginti su nepadengtais įrankiais, todėl tai yra geras pasirinkimas spalvotoms medžiagoms pjauti.
2. Atsparumas dilimui
Atsparumas dilimui reiškia dangos gebėjimą atsispirti dilimui. Nors kai kurių ruošinio medžiagų kietumas gali būti ne per didelis, dėl gamybos proceso metu pridėtų elementų ir naudojamų procesų įrankio pjovimo briauna gali įtrūkti arba atbunkti.
3. Paviršiaus tepimas
Dideli trinties koeficientai padidina pjovimo šilumą, todėl sutrumpėja dangos tarnavimo laikas arba net sugenda. Trinties koeficiento sumažinimas gali žymiai pailginti įrankio tarnavimo laiką. Smulkūs ir lygūs arba reguliariai tekstūruotos dangos paviršiai padeda sumažinti pjovimo karštį, nes dėl lygaus paviršiaus drožlės greitai nuslysta nuo priekinio pjovimo krašto ir sumažina šilumos susidarymą. Palyginti su nepadengtais įrankiais, padengtus įrankius, kurių paviršius tepamas geriau, taip pat galima apdirbti didesniu pjovimo greičiu, taip išvengiant lydinio suvirinimo su ruošinio medžiaga aukštoje -temperatūroje.
4. Oksidacijos temperatūra
Oksidacijos temperatūra reiškia temperatūrą, kurioje danga pradeda irti. Kuo aukštesnė oksidacijos temperatūra, tuo ji palankesnė pjovimui esant aukštai temperatūrai. Nors TiAlN dangos kietumas kambario temperatūroje gali būti mažesnis nei TiCN dangos, buvo įrodyta, kad jis yra daug veiksmingesnis už TiCN apdorojant aukštoje temperatūroje. Priežastis, kodėl TiAlN danga vis dar gali išlaikyti savo kietumą esant aukštai temperatūrai, yra ta, kad tarp įrankio ir lusto gali susidaryti aliuminio oksido sluoksnis, kuris gali perduoti šilumą iš įrankio į ruošinį ar lustą. Palyginti su greitaeigiais -plieniniais įrankiais, karbido įrankiai paprastai turi didesnį pjovimo greitį, todėl TiAlN yra tinkamiausia karbido įrankių danga. Karbido grąžtai ir galiniai frezai dažniausiai naudoja šią PVD TiAlN dangą.
5. Anti--sukibimas
Anti-dangos sukibimo savybė gali užkirsti kelią cheminei reakcijai tarp įrankio ir apdorotos medžiagos arba ją sumažinti ir išvengti ruošinio medžiagos nusėdimo ant įrankio.
Apdirbant spalvotuosius metalus (pvz., aliuminį, žalvarį ir t. t.), įrankyje dažnai atsiranda-apaugusių briaunų, dėl kurių įrankis įskilęs arba nukrypsta ruošinio dydis. Kai apdirbama medžiaga pradės prilipti prie įrankio, sukibimas ir toliau plės.
Apdirbant aliuminio ruošinius formavimo čiaupais, po kiekvienos skylės apdirbimo prie čiaupo prilipusio aliuminio kiekis padidės, o galiausiai čiaupo skersmuo tampa per didelis, todėl ruošinio dydžio nuokrypis bus pašalintas. Dangos, pasižyminčios geromis anti-adhezinėmis savybėmis{1}, gali būti naudingos net apdirbant, kai aušinimo skystis veikia prastai arba kai koncentracija yra nepakankama.
Dažniausiai naudojamos dangos
1. Titano nitrido danga (TiN)
TiN yra bendrosios paskirties -PVD danga, kuri gali padidinti įrankio kietumą ir turi aukštą oksidacijos temperatūrą. Šia danga galima pasiekti labai gerų apdirbimo rezultatų, kai naudojama greitaeigiams plieno pjovimo įrankiams- arba formavimo įrankiams.
2. Titano karbido nitrido danga (TiCN)
Ant TiCN dangos pridėtas anglies elementas gali padidinti įrankio kietumą ir pagerinti paviršiaus sutepimą, todėl tai yra ideali danga greitaeigiams plieniniams įrankiams{0}.
3. Azoto aliuminio titano arba azoto titano aliuminio danga (TiAlN/AlTiN)
Aliuminio oksido sluoksnis, suformuotas TiAlN/AlTiN dangoje, gali veiksmingai pailginti įrankio apdirbimo aukštoje{0}}temperatūroje tarnavimo laiką. Ši danga gali būti naudojama karbido įrankiams, daugiausia naudojamiems sausam arba pusiau{2}}sausam pjovimui. Priklausomai nuo dangoje esančio aliuminio ir titano santykio, AlTiN danga gali užtikrinti didesnį paviršiaus kietumą nei TiAlN danga, todėl tai yra dar vienas tinkamas dangos pasirinkimas greitojo apdirbimo srityje.
4. Azoto chromo aliuminio danga (AlCrN)
Dėl geros AlCrN dangos anti{0}}adhezijos savybių ji yra tinkamiausia apdirbimo danga, kuri yra linkusi-užaugti briaunos. Užtepus šią beveik nematomą dangą, greitaeigių plieno įrankių arba karbido įrankių ir formavimo įrankių apdirbimo našumas labai pagerės.
5. Deimantas
CVD deimantinės dangos užtikrina optimalų spalvotųjų medžiagų apdirbimo įrankių veikimą ir idealiai tinka grafitui, metalo matricos kompozitams (MMC), didelio silicio aliuminio lydiniams ir daugeliui kitų labai abrazyvinių medžiagų apdirbti (pastaba: grynai deimantais dengti įrankiai negali būti naudojami plieno dalims apdirbti, nes apdirbant plieno dalis susidaro daug pjovimo įrankio sluoksnio cheminė reakcija, dėl kurios susidaro daug pjovimo šilumos).
Kietam frezavimui, sriegimui ir gręžimui tinka skirtingos dangos, kiekviena turi savo specifinį pritaikymą. Be to, gali būti naudojamos kelių sluoksnių dangos, kuriose tarp paviršiaus sluoksnio ir įrankio pagrindo yra įterptos kitos dangos, siekiant dar labiau pagerinti įrankio tarnavimo laiką.
Sėkmingas dangų užtepimas
Ekonomiškas{0}}dangų dengimas gali priklausyti nuo daugelio veiksnių, tačiau kiekvienam konkrečiam apdirbimo būdui paprastai yra tik viena ar kelios tinkamos dengimo galimybės.
Teisingas dangos ir jos charakteristikų pasirinkimas gali reikšti skirtumą tarp reikšmingo apdirbimo našumo pagerėjimo ir beveik nepagerėjimo. Pjovimo gylis, pjovimo greitis ir aušinimo skystis gali turėti įtakos įrankių dangoms.
Kadangi apdirbant ruošinio medžiagą yra daug kintamųjų, vienas geriausių būdų nustatyti, kurią dangą naudoti, yra bandomasis pjovimas. Dangų tiekėjai nuolat kuria daugiau naujų dangų, kad dar labiau pagerintų dangos atsparumą aukštai temperatūrai, trinčiai ir dilimui. Visada naudinga patikrinti naujausių ir geriausių įrankių dangų naudojimą apdirbant su dangos (įrankio) gamintoju.
