הכנה נכונה של פני השטח בכלים עגולים קטנים יכולה להגדיל את חיי הכלי, להפחית את זמני מחזור העיבוד ולשפר את איכות פני השטח המעובדים. אבל בחירת ציפוי הכלים המתאים לצרכי העיבוד שלך עלולה להיות מבלבלת ודורשת עבודה.
לכל ציפוי יש גם יתרונות וגם חסרונות בעיבוד שבבי. אם נבחר ציפוי לא מתאים, זה עלול לגרום לחיי כלי עבודה נמוכים יותר מאשר כלי לא מצופה, ולפעמים אף לגרום ליותר בעיות מאשר לפני הציפוי.
ישנם סוגים רבים של ציפויי כלים לבחירה, כולל ציפויי PVD, ציפויי CVD וציפויים מרוכבים המצפים לסירוגין PVD ו-CVD וכו'. ניתן להשיג ציפויים אלו בקלות מיצרני כלים או ספקי ציפוי. קוֹמָה.
מאמר זה יציג בקצרה את המאפיינים הנפוצים של כמה ציפויי כלים וכמה אפשרויות נפוצות לציפוי PVD ו-CVD. לכל תכונה של הציפוי תפקיד חשוב בקביעת הציפוי המועיל ביותר לפעולות חיתוך.
1 מאפייני הציפוי
קַשִׁיוּת
קשיות פני השטח הגבוהה שמביאה הציפוי היא אחת הדרכים הטובות ביותר להאריך את חיי הכלי. באופן כללי, ככל שהחומר או המשטח קשיחים יותר, הכלי יחזיק מעמד זמן רב יותר.
ציפוי טיטניום קרביד ניטריד (TiCN) הוא בעל קשיות גבוהה יותר מציפויי טיטניום ניטריד (TiN). עקב העלייה בתכולת הפחמן, הקשיות של ציפוי TiCN גדלה ב-33 אחוזים, וקשיותו נעה בין כ-Hv3000 ל-4000 (בהתאם ליצרן).
היישום של ציפוי יהלום CVD עם קשיות משטח גבוהה כמו Hv9000 על כלי חיתוך היה בוגר יחסית. בהשוואה לכלי חיתוך ציפוי PVD, אורך החיים של כלי חיתוך ציפוי יהלום CVD גדל פי 10 עד 20. הקשיות הגבוהה של ציפוי יהלום והיכולת להגדיל את מהירות החיתוך פי 2 עד 3 בהשוואה לכלים לא מצופים הופכים אותו לבחירה טובה לחיתוך חומרים לא ברזליים.
התנגדות ללבוש
עמידות בפני שחיקה מתייחסת ליכולת של ציפוי לעמוד בפני שחיקה. בעוד שחלק מחומרי העבודה עשויים שלא להיות קשים מדי בפני עצמם, אלמנטים שנוספו ותהליכים המשמשים במהלך הייצור עלולים לגרום לקצה החיתוך של הכלי להישבר או להתעמעם.
סיכה פני השטח
מקדם חיכוך גבוה מגביר את חום החיתוך, מה שמוביל לקיצור חיי הציפוי ואף לכשל. הפחתת מקדם החיכוך יכולה להאריך מאוד את חיי הכלי. משטח ציפוי חלק עדין או בעל מרקם קבוע מסייע בהפחתת חום החיתוך מכיוון שהמשטח החלק מאפשר לשבבים להחליק במהירות מעל פני המגרפה, ולהפחית את יצירת החום. ניתן לעבד כלים מצופים בעלי סיכה טובה יותר של פני השטח במהירויות חיתוך גבוהות יותר מאשר כלים לא מצופים, ולהימנע עוד יותר מריתוך חם עם חומר העבודה.
טמפרטורת חמצון
טמפרטורת החמצון מתייחסת לערך הטמפרטורה שבו הציפוי מתחיל להתפרק. ככל שערך טמפרטורת החמצון גבוה יותר, כך הוא נוח יותר לחיתוך בתנאי טמפרטורה גבוהים. למרות שהקשיות בטמפרטורת החדר של ציפוי TiAlN עשויה להיות נמוכה מזו של ציפוי TiCN, היא הוכחה כיעילה הרבה יותר מ-TiCN בעיבוד בטמפרטורה גבוהה. הוסף WeChat: Yuki7557 כדי לשלוח עותק של המדריך של תוכנית המאקרו. הסיבה לכך שציפוי TiAlN עדיין יכול לשמור על קשיותו בטמפרטורות גבוהות היא שיכולה להיווצר שכבה של תחמוצת אלומיניום בין הכלי לשבב. שכבת תחמוצת האלומיניום יכולה להעביר חום מהכלי אל חומר העבודה או השבר. לכלי קרביד בדרך כלל מהירויות חיתוך גבוהות יותר בהשוואה לכלי פלדה מהירים, מה שהופך את TiAlN לציפוי המועדף עבור כלי קרביד. מקדחי קרביד וקוצני קצה כוללים לעתים קרובות ציפוי PVD TiAlN זה.
אנטי הדבקה
תכונת האנטי-הידבקות של הציפוי מונעת או מפחיתה את התגובה הכימית בין הכלי לחומר המעובד, תוך הימנעות מהשקעת חומרי העבודה על הכלי.
בעת עיבוד מתכות לא ברזליות (כגון אלומיניום, פליז וכו'), מתרחש לעתים קרובות קצה בנוי (BUE) על הכלי, מה שעלול לגרום לשיתוב של הכלי או לממדים מחוץ לסובלנות של חלקי העבודה. ברגע שהחומר המעובד מתחיל להיצמד לכלי, ההדבקה ממשיכה להתרחב.
כאשר מעבדים חומר עבודה מאלומיניום עם ברז יוצר, האלומיניום הנדבק לברז יגדל לאחר עיבוד כל חור, כך שקוטר הברז בסופו של דבר הופך גדול מדי, מה שיגרום לגודל היצירה מחוץ לסבילות ולגרוטאות. ציפויים בעלי תכונות אנטי-התקשרות טובות פועלים היטב גם במצבי עיבוד שבבי בהם תכונות נוזל הקירור גרועות או לא מרוכזות מספיק.
2 ציפויים נפוצים
1 ציפוי טיטניום ניטריד (TiN)
TiN הוא ציפוי PVD לשימוש כללי המגביר את קשיות הכלים ובעל טמפרטורת חמצון גבוהה יותר. ניתן להשתמש בציפוי עבור כלי חיתוך פלדה מהירים או כלי גיבוש כדי להשיג תוצאות עיבוד טובות מאוד.
2 ציפוי טיטניום קרביד ניטריד (TiCN)
אלמנט הפחמן שנוסף בציפוי TiCN יכול להגביר את קשיות הכלי ולקבל סיכה טובה יותר של פני השטח, שהוא ציפוי אידיאלי לכלי פלדה מהירים.
3 ציפוי חנקן-אלומיניום-טיטניום או חנקן-טיטניום-אלומיניום (TiAlN/AlTiN)
שכבת האלומינה הנוצרת בציפוי TiAlN/AlTiN יכולה לשפר ביעילות את חיי העיבוד של הכלי בטמפרטורה גבוהה. ניתן לבחור ציפוי זה עבור כלי קרביד מוצק המשמשים בעיקר בחיתוך יבש או יבש למחצה. בהתאם ליחס בין אלומיניום וטיטניום הכלולים בציפוי, ציפויי AlTiN יכולים לספק קשיות פני השטח גבוהה יותר מאשר ציפויי TiAlN, כך שזוהי עוד אפשרות ציפוי בת קיימא עבור עיבוד שבבי במהירות גבוהה.
ציפוי 4 כרום אלומיניום ניטריד (AlCrN)
המאפיינים הטובים נגד התגבשות של ציפוי AlCrN הופכים אותו לציפוי המועדף בעיבוד הנוטה להצטברות. ביצועי העיבוד של כלי חיתוך מפלדה או קרביד מהירים וכלי יצירה ישתפרו מאוד לאחר יישום הציפוי הכמעט בלתי נראה זה.
ציפוי 5 יהלומים (יהלום)
ציפוי יהלום CVD יכול לספק את הביצועים הטובים ביותר עבור כלים לעיבוד חומרים מתכתיים לא ברזליים, והוא ציפוי אידיאלי לעיבוד גרפיט, חומרים מרוכבים מתכת מטריקס (MMC), סגסוגות אלומיניום עתירות סיליקון וחומרים רבים אחרים בעלי שוחקים גבוהים (הערה: ציפוי יהלום טהור לא ניתן להשתמש בכלי החיתוך לעיבוד חלקי פלדה, מכיוון שעיבוד חלקי פלדה יגרום לחום חיתוך רב ויגרום לתגובה כימית, שתהרוס את שכבת ההדבקה בין הציפוי לכלי).
ישנם ציפויים שונים לכרסום קשה, הקשה וקידוח, כל אחד עם יישום ספציפי משלו. בנוסף, זמינים גם ציפויים רב שכבתיים, אשר ציפויים אחרים מוטמעים בין שכבת פני השטח למצע הכלי, אשר יכולים להאריך עוד יותר את חיי השירות של הכלי.
3 יישום מוצלח של הציפוי
השגת יישום חסכוני של ציפוי יכולה להיות תלויה בגורמים רבים, אך בדרך כלל יש רק אחת או כמה אפשרויות ציפוי ברות קיימא עבור כל יישום עיבוד ספציפי.
הבחירה הנכונה של הציפוי ותכונותיו יכולה להיות ההבדל בין שיפור ניכר ביכולת העיבוד לבין שיפור מועט או ללא שיפור. עומק החיתוך, מהירות החיתוך ונוזל הקירור יכולים להשפיע על מידת היישום של ציפוי כלי עבודה.
בגלל המשתנים הרבים הקיימים בעיבוד של חומר עבודה, אחת הדרכים הטובות ביותר לקבוע באיזה ציפוי לבחור היא באמצעות חיתוך ניסיון. ספקי ציפוי מפתחים כל הזמן ציפויים חדשים נוספים כדי לשפר עוד יותר את עמידות הציפוי בטמפרטורה גבוהה, עמידות החיכוך ועמידות הבלאי. תמיד טוב לעבוד עם יצרני ציפוי (כלים) כדי לאמת את ציפוי הכלים העדכני והטוב ביותר עבור יישומי עיבוד שבבי.
