La preparación adecuada de la superficie en herramientas redondas pequeñas puede aumentar la vida útil de la herramienta, reducir los tiempos del ciclo de mecanizado y mejorar la calidad de la superficie mecanizada. Pero elegir el recubrimiento de herramienta adecuado para sus necesidades de mecanizado puede ser confuso y laborioso.
Cada recubrimiento tiene ventajas y desventajas en el mecanizado. Si se selecciona un recubrimiento inapropiado, puede resultar en una vida útil más corta que una herramienta sin recubrimiento y, a veces, incluso causar más problemas que antes del recubrimiento.
Hay muchos tipos de recubrimientos para herramientas para elegir, incluidos recubrimientos PVD, recubrimientos CVD y recubrimientos compuestos que recubren alternativamente PVD y CVD, etc. Estos recubrimientos se pueden obtener fácilmente de los fabricantes de herramientas o proveedores de recubrimientos. Piso.
Este artículo presentará brevemente las propiedades comunes de algunos recubrimientos de herramientas y algunas opciones de recubrimiento PVD y CVD de uso común. Cada propiedad del recubrimiento juega un papel importante para determinar qué recubrimiento es más beneficioso para las operaciones de corte.
1 Propiedades del recubrimiento
dureza
La alta dureza de la superficie provocada por el recubrimiento es una de las mejores formas de aumentar la vida útil de la herramienta. En general, cuanto más duro sea el material o la superficie, más durará la herramienta.
Los recubrimientos de nitruro de carburo de titanio (TiCN) tienen mayor dureza que los recubrimientos de nitruro de titanio (TiN). Debido al aumento del contenido de carbono, la dureza del recubrimiento de TiCN aumenta en un 33 por ciento, y su dureza oscila entre aproximadamente Hv3000 y 4000 (según el fabricante).
La aplicación de recubrimiento de diamante CVD con una dureza superficial de hasta Hv9000 en herramientas de corte ha sido relativamente madura. En comparación con las herramientas de corte con recubrimiento de PVD, la vida útil de las herramientas de corte con recubrimiento de diamante CVD ha aumentado entre 10 y 20 veces. La alta dureza del recubrimiento de diamante y la capacidad de aumentar la velocidad de corte de 2 a 3 veces en comparación con las herramientas sin recubrimiento lo convierten en una buena opción para cortar materiales no ferrosos.
resistencia al desgaste
La resistencia a la abrasión se refiere a la capacidad de un recubrimiento para resistir la abrasión. Si bien algunos materiales de la pieza de trabajo pueden no ser demasiado duros por sí solos, los elementos agregados y los procesos utilizados durante la producción pueden hacer que el filo de la herramienta se astille o se desafile.
lubricidad superficial
Un alto coeficiente de fricción aumenta el calor de corte, lo que reduce la vida útil del recubrimiento e incluso falla. La reducción del coeficiente de fricción puede prolongar en gran medida la vida útil de la herramienta. Una superficie de revestimiento fina, lisa o de textura regular ayuda a reducir el calor de corte porque la superficie lisa permite que las virutas se deslicen rápidamente de la cara de desprendimiento, lo que reduce la generación de calor. Las herramientas recubiertas con mejor lubricidad superficial también se pueden mecanizar a velocidades de corte más altas que las herramientas sin recubrimiento, lo que evita aún más la soldadura en caliente con el material de la pieza de trabajo.
temperatura de oxidación
La temperatura de oxidación se refiere al valor de temperatura en el que el recubrimiento comienza a descomponerse. Cuanto mayor sea el valor de la temperatura de oxidación, más favorable es para el corte en condiciones de alta temperatura. Aunque la dureza a temperatura ambiente del recubrimiento de TiAlN puede ser menor que la del recubrimiento de TiCN, se ha demostrado que es mucho más eficaz que el TiCN en el procesamiento a alta temperatura. Agregue WeChat: Yuki7557 para enviar una copia del tutorial del programa de macros. La razón por la que el recubrimiento de TiAlN aún puede mantener su dureza a altas temperaturas es que se puede formar una capa de óxido de aluminio entre la herramienta y la viruta. La capa de óxido de aluminio puede transferir calor de la herramienta a la pieza de trabajo o viruta. Las herramientas de carburo suelen tener velocidades de corte más altas en comparación con las herramientas de acero de alta velocidad, lo que convierte a TiAlN en el recubrimiento elegido para las herramientas de carburo. Las brocas de carburo y las fresas de extremo a menudo cuentan con este recubrimiento PVD TiAlN.
Antiadherencia
La propiedad antiadherente del recubrimiento previene o mitiga la reacción química entre la herramienta y el material que se está procesando, evitando la deposición de material de la pieza de trabajo sobre la herramienta.
Cuando se mecanizan metales no ferrosos (como aluminio, latón, etc.), a menudo se produce un borde de acumulación (BUE) en la herramienta, lo que puede provocar que se astille la herramienta o que las dimensiones de la pieza de trabajo estén fuera de tolerancia. Una vez que el material que se está maquinando comienza a adherirse a la herramienta, la adhesión continúa expandiéndose.
Al procesar una pieza de trabajo de aluminio con un macho de moldeo, el aluminio adherido al macho aumentará después de procesar cada orificio, de modo que el diámetro del macho se vuelve demasiado grande al final, lo que hace que el tamaño de la pieza de trabajo esté fuera de tolerancia y se deseche. Los recubrimientos con buenas propiedades antiadherentes funcionan bien incluso en situaciones de mecanizado donde las propiedades del refrigerante son malas o no están suficientemente concentradas.
2 Recubrimientos de uso común
1 Recubrimiento de nitruro de titanio (TiN)
TiN es un recubrimiento PVD de uso general que aumenta la dureza de la herramienta y tiene una temperatura de oxidación más alta. El recubrimiento se puede utilizar para herramientas de corte de acero de alta velocidad o herramientas de formación para obtener muy buenos resultados de procesamiento.
2 Revestimiento de nitruro de carburo de titanio (TiCN)
El elemento de carbono agregado en el recubrimiento de TiCN puede aumentar la dureza de la herramienta y obtener una mejor lubricidad superficial, que es un recubrimiento ideal para herramientas de acero de alta velocidad.
3 Revestimiento de nitrógeno-aluminio-titanio o nitrógeno-titanio-aluminio (TiAlN/AlTiN)
La capa de alúmina formada en el recubrimiento de TiAlN/AlTiN puede mejorar efectivamente la vida útil del mecanizado a alta temperatura de la herramienta. Este recubrimiento se puede seleccionar para herramientas de carburo cementado utilizadas principalmente en corte seco o semiseco. Dependiendo de la proporción de aluminio y titanio que contenga el recubrimiento, los recubrimientos AlTiN pueden proporcionar una mayor dureza superficial que los recubrimientos TiAlN, por lo que es otra opción de recubrimiento viable para el mecanizado de alta velocidad.
4 Recubrimiento de nitruro de cromo y aluminio (AlCrN)
Las buenas propiedades antiaglomerantes del recubrimiento AlCrN lo convierten en el recubrimiento de elección en el procesamiento propenso a la acumulación de bordes. El rendimiento de mecanizado de las herramientas de corte de carburo o de acero de alta velocidad y las herramientas de formación mejorarán considerablemente después de aplicar este recubrimiento casi invisible.
5 Revestimiento de diamante (Diamante)
El recubrimiento de diamante CVD puede proporcionar el mejor rendimiento para herramientas de procesamiento de materiales de metales no ferrosos y es un recubrimiento ideal para procesar grafito, compuestos de matriz metálica (MMC), aleaciones de aluminio con alto contenido de silicio y muchos otros materiales altamente abrasivos (Nota: recubrimiento de diamante puro La herramienta de corte no se puede utilizar para procesar piezas de acero, porque el mecanizado de piezas de acero generará mucho calor de corte y provocará una reacción química que destruirá la capa de adhesión entre el revestimiento y la herramienta).
Existen diferentes recubrimientos para fresado duro, roscado y taladrado, cada uno con su propia aplicación específica. Además, también hay disponibles recubrimientos multicapa, que tienen otros recubrimientos incrustados entre la capa superficial y el sustrato de la herramienta, lo que puede aumentar aún más la vida útil de la herramienta.
3 Aplicación exitosa del recubrimiento
Lograr una aplicación rentable de un recubrimiento puede depender de muchos factores, pero generalmente solo hay una o unas pocas opciones de recubrimiento viables para cada aplicación de procesamiento específica.
La elección correcta del recubrimiento y sus propiedades puede significar la diferencia entre una mejora notable en la procesabilidad y una mejora mínima o nula. La profundidad de corte, la velocidad de corte y el refrigerante pueden tener un efecto sobre qué tan bien se aplica el recubrimiento de la herramienta.
Debido a las muchas variables que existen en el mecanizado de un material de pieza de trabajo, una de las mejores formas de determinar qué revestimiento elegir es mediante un corte de prueba. Los proveedores de recubrimientos están desarrollando constantemente más recubrimientos nuevos para mejorar aún más la resistencia a altas temperaturas, la resistencia a la fricción y la resistencia al desgaste del recubrimiento. Siempre es bueno trabajar con los fabricantes de recubrimientos (herramientas) para validar los mejores y más recientes recubrimientos de herramientas para aplicaciones de mecanizado.
