Nova prevleka PVD orodja

Nova prevleka PVD orodja

TiAlN in AlTiN so PVD orodni premazi, ki nastanejo z nalaganjem Al v TiN. Doslej je bilo povečanje vsebnosti aluminija v premazih TiAlN in AlTiN za povečanje odpornosti na visoke temperature in trdote orodnih premazov glavno tehnično vprašanje, ki ga zadevajo proizvajalci orodij in podjetja za premaze. Od leta 1995 se s tem povezanim postopkom nanašanja s paro nenehno proučuje in izboljšuje. Do leta 2000 se je razmerje med aluminijem in titanom v premazih TiAlN in AlTiN povečalo od 1: 2 do 3: 2, kar pomeni, da se je vsebnost aluminija povečala s 33% na 60%.

Da bi še dodatno izboljšali vsebnost aluminija v premazu, je podjetje Balzers na osnovi premaza Lihtenštajn razvilo številne raziskave in razvoj, izumilo tehnologijo premaza za zamenjavo titanovega elementa s kromovim elementom in uvedlo enoslojno prevleko AlCrN z imenom "BalinitAlcorna" "leta 2004. Premaz AlCrN ima višjo vsebnost aluminija kot splošni AlTiN premaz in je primeren za različna orodja za hitro rezanje jekla in karbidov, vključno s kuhalnimi ploščami, čelnimi rezkalniki in rezkalnimi rezili. Poleg tega se lahko uporablja za struženje orodij, vendar le v odpornosti na toploto in stabilnosti difuzije odličnih matričnih materialov, kot sta keramika PCBN in Si3N4. Na razstavi EMOHannover2005 je podjetje balchas lansiralo tudi izdelek z imenom "BalinitHelica", ki je večplastni premaz AlCrN, posebej zasnovan za vrtalna orodja. Ta super gladka prevleka se lahko nanaša na katerokoli trdo legirano ali hitrorezno jeklo, kar bistveno poveča odpornost na obrabo in strižno trdnost bita, kot tudi izboljša učinkovitost odstranjevanja čipa.

Ko smo s skenirnim elektronskim mikroskopom (SEM) opazili mikrostrukturo premaza BalinitAlcorna na cementni karbidni matrici, je bilo jasno razvidno, da je debelina 3 ~ 4 m in da je bila prevleka enojna plast s kontinuirano strukturo. V SEM podobi prevleke BalinitHelica je struktura večplastne prevleke jasno razpoznavna. Skupna debelina večplastne prevleke Helica je približno 4 m, medtem ko je 1 ~ 2 m primernejša za majhen premer, manjši od 1/8 "v premeru.

Čeprav 100% Al2O3 (čisti aluminijev oksid) PVD prevleka zagotavlja najboljšo toplotno zaščito za rezalna orodja (AlN komponente v AlTiN in AlCrN premazi "pretvorijo" v Al2O3 med obdelavo), ta premaz ima omejene aplikacije. Čeprav je bila tehnologija PVDAl2O3 patentirana, in je bila uporabljena pri uporabi napajanja z izmeničnim tokom (ali impulznim dc napajanjem) v laboratorijskem merilu majhne reakcijske peči na orodju Al2O3PVD prevleke, zdaj pa v komercialnem merilu velike reakcijske peči Al2O3PVD premaz je še vedno veliko težav. To pa zato, ker je Al2O3, za razliko od drugih prevodnih materialov, izolator. Zato postopek PVD prevleke, ki temelji na načelu plazemskega nanašanja, zahteva zunanjo napetost med postopkom nanašanja prevleke, kar pomeni, da mora obstajati določena potencialna razlika med prevlečenim orodjem in ciljnim virom plazme. Na kratko, izolacijske lastnosti aluminijevega oksida otežujejo nadzor nad procesom PVD. Poleg tega je ekonomičnost PVDAl2O3 prevleke tudi slaba.

Zaradi omejitve stabilnosti strukture premaza je vsebnost aluminija v AlTiN prevleki dejansko dosegla maksimalno vrednost (približno 65%). V premazih na osnovi TiN se kristalna struktura transformira iz kubične mreže v heksagonalne rešetke. V premazih na osnovi CrN pa se lahko vsebnost aluminija še dodatno poveča brez spreminjanja kristalne strukture prevleke AlCrN.

Podobno kot pri drugih premazih je odpornost AlCrN premazov na deformacijo odvisna tudi od oblike rešetkastega materiala. Premaz s kubično rešetko lahko ohrani visoko trdoto rdeče, kar pomeni, da lahko premaz ohrani visoko trdoto, ko je izpostavljen temperaturi rezanja vmesnika orodja / obdelovanca. Ko se kristalna struktura prevleke pretvori v heksagonalno mrežo, se trdota prevleke zmanjša zaradi zmanjšanja odpornosti proti deformaciji. TiAlN trdota prevleke pri približno 800 ℃ ali je močno padla, AlTiN prevleka, ko je temperatura manjša od 900 ℃ , je trdota nižja; In v času temperature 1100 ℃ AlCrN premaz lahko še vedno ohrani svojo trdoto. Tudi pri visoki temperaturi 1100 ℃ lahko zaščitni matriks AlCrN zaščiti tudi brez orodja. Balzers AlCrN serija premazov ima trdoto 2800 ~ 3200HV pri obremenitvi 50g.

Ker AlCrN premaz visoke trdote rdeče, tako da lahko ohrani stabilno delovanje pri izjemno visoki toplotni obremenitvi, je AlCrN sredstvo za premazovanje boljše od drugih vrst obdelovalnih orodij, še posebej pri hitrem rezanju, suhem (ali kvazi suhem) rezanju. ugodnosti. Na primer, poskusi rezanja, ki so jih izvedli Balzersovi rezalni laboratoriji, so pokazali, da ko je jeklo Ck45 natančno rezkano pri hitrosti 200 m / min oziroma 400 m / min, je bila življenjska doba rezkalnega stroja AlCrN precej daljša od življenjske dobe rezalni rezkalnik TiAlN. Vendar pa obstajajo izjeme pri obdelavi materialov (54HRC) obdelovancev visoke trdote (kot so jekleni kalupi), učinkovitost prevleke AlTiN je boljša od AlCrN prevleke (življenjska doba orodja se je povečala za 20% ~ 40%, medtem ko se je cena orodja zmanjšala za približno 25%). Pri obdelavi materialov z nizko trdoto (<54hrc) (kot="" so="" legirano="" jeklo="" in="" lito="" železo)="" in="" materiali="" z="" visoko="" viskoznostjo="" (kot="" so="" nizkoogljično="" jeklo="" in="" nerjaveče="" jeklo),="" je="" učinkovitost="" rezanja="" alcrn="" prevleke="" bistveno="" večja="" kot="" pri="" altin="" premaz="" (življenjska="" doba="" orodja="" se="" lahko="" poveča="" za="" 25%="" do="" 100%="" pod="" isto="" hitrostjo="" rezanja="" in="">

Poleg tega se AlCrN prevleka priporoča tudi za obdelavo materialov obdelovancev (npr. Nerjavečega jekla), ki proizvajajo dolge čipe, ker imajo dolgi čipi večji stik s prednjo površino rezanja orodja med oblikovanjem in povečanje stopnje stika med orodjem in orodjem. obdelovanec bo ustvaril veliko rezanje toplote. Vendar pa ima AlCrN premaz majhen koeficient trenja, ki lahko zmanjša oprijem med rezalnim orodjem in čipom in zmanjša toplotno rezanje.

Poleg tega lahko AlCrN premaz v primerjavi s prevleko na osnovi kositra povzroči spremembo obrabe orodja in način oblikovanja čipov med obdelavo, kar pomeni, da je obraba zadnje površine AlCrN prevlečenega orodja (VB) bistveno manjša od orodja s prevleko TiAlN in širina ( KB) obrabnega žleba je majhna, vendar se globina (KT) obrabe utora poveča.

IKS PVD, stroj za premazovanje orodij, kontaktirajte nas zdaj, iks.pvd @ foxmail.com