Често срещани покрития за борба с натрупването на ръб (BUE) върху алуминиеви инструменти
Създадени са различни технологии за покрития, за да се справят с продължаващия проблем с износването от лепило при рязане на метал. Тези покрития са предназначени да поставят нещо между режещия инструмент и металния детайл, който се реже, което намалява вероятността материалът да залепне за инструмента и да причини образуване на натрупване на ръб. Нека разгледаме някои от най-добрите методи за довършителни работи, използвани в бранша в момента.
Диамантеноподобни въглеродни (DLC) покрития
Диамантеноподобните въглеродни покрития станаха много известни в рязането на метали, защото имат тези страхотни качества:
- Не е възможно металът да залепне за DLC покритията, защото те нямат голямо триене.
- Здрави: DLC покритията могат да бъдат здрави до 80 GPa, така че не се износват бързо.
- Липса на химическа активност: DLC е химически стабилен, така че не се смесва с метал, когато се реже при високи температури.
- Способността на някои видове DLC да отвеждат топлината от повърхността е по-добра от други. Това е важно за поддържане на ниски температури на рязане.
DLC покритията работят много добре, когато трябва да работите бързо с алуминиеви метали. Те могат да удължат живота на инструментите и да подобрят качеството на финала.
Покрития от титанов алуминиев нитрид (TiAlN)
Стоманите и металите често имат TiAlN покрития, но алуминият също може да ги има, особено по-здравите видове алуминий:
- Материалите, изработени от TiAlN, не се променят много, когато се нагреят, така че остават твърди. С други думи, те могат да се използват за бързо рязане.
- С течение на времето върху покритието се натрупва тънък слой алуминиев оксид. Това му помага да се задържи още по-дълго.
- Можете да режете слоеве TiAlN по много различни начини, което дава на хората, които произвеждат неща, повече начини да произвеждат неща.
В алуминиевите метали има много силиций, който трябва да се смила. Покритията TiAlN могат да помогнат за предпазване от износване и да предотвратят залепването.
Циркониеви нитридни (ZrN) покрития
Има някои специални предимства от използването на слоеве от циркониев нитрид при рязане на алуминий:
- Нисък афинитет към метала: ZrN не се свързва естествено с метала, което намалява вероятността от натрупване на ръбове.
- Гладка повърхност: Гладкото покритие прави още по-трудно залепването на предмети и улеснява отделянето на стружки.
- Той е много добър в предпазването си от химически атаки, което може да бъде полезно при работа с някои метални сплави.
Има моменти, когато животът на инструмента, повърхностната обработка и устойчивостта на адхезивно износване са много важни и ZrN покритията работят наистина добре.
Хромни нитридни (CrN) покрития
Има някои особености на хром нитридните покрития, които ги правят подходящи за определени задачи по рязане на метал:
- Сила на опън: CrN покритията са много здрави, така че не се чупят и не се чупят лесно.
- Рохкавост: CrN е естествено рохкав, така че предпазва нещата от слепване и нагряване, докато се правят.
- Устойчивост на залепване: Повърхностните качества на CrN помагат за предотвратяване на залепването на метала, особено когато условията на рязане не са твърде груби.
В ситуации, където е необходимо да се балансира издръжливостта и износоустойчивостта, например при рязане на метални детайли, които трябва да бъдат спрени и пуснати отново, често се използват CrN покрития.
Многослойни и нанокомпозитни покрития
Новите технологии за нанасяне на покрития позволиха създаването на многослойни и нанокомпозитни покрития, които притежават най-добрите качества на няколко материала:
- По-добри качества: Тези покрития могат да имат по-добра твърдост, жилавост и антиадхезионни качества чрез добавяне на различни покривни материали или създаване на хибридни структури.
- Персонализиране: Многослойните покрития могат да бъдат изработени така, че да отговарят на определени видове метали и начина, по който се обработват.
- По-добра производителност: По отношение на живота на инструмента и качеството на машината, тези подобрени покрития често се представят по-добре от еднослойните покрития.
Многослойните покрития TiAlN/TiN или хибридните покрития на базата на AlTiN са два примера. Те са показали обещаващи резултати при високопроизводително рязане на алуминий.
Изборът на правилната технология за довършителни работи зависи от редица неща, като например вида на произвеждания алуминий, параметрите на рязане, качеството на детайла и желания живот на инструмента. И тъй като технологиите за покритие продължават да се подобряват, те предлагат по-добри начини за справяне с проблема с износването от лепило при рязане на метал.
Компромиси: Избор на покритие спрямо геометрия на режещия инструмент
Хората, които произвеждат металорежещи CNC инструменти, трябва да бъдат много внимателни, че използваното покритие съответства на формата на режещия инструмент. Това, което трябва да направите, е да намерите най-добрата комбинация между тези две неща. За да издържат инструментите по-дълго, да режат по-бързо и да произвеждат по-добри части, и двете са много важни. Трябва да знаете за тези компромиси, за да можете да изберете най-добрите инструменти и методи за работата.
Влияние на дебелината на покритието върху геометрията на режещия ръб
Начинът, по който е направен режещият ръб на инструмента, може да зависи от дебелината на слоя:
- Закръгляване на ръбовете: Покритията, които са по-дебели, могат да закръглят ръбовете повече, което може да затрудни рязането, особено когато е необходимо прецизно рязане.
- Сила на рязане: Ако слоевете на ръба са дебели и кръгли, силите на рязане може да са по-високи. Това може да промени формата на изделието или да доведе до по-бързо износване на инструмента.
- Това предпазва нещо от износване и му прави по-дълготрайно, когато го покриете. Но ако покритието е твърде дебело, ръбовете може да не запазят същата форма, което може да повреди покритието на повърхността.
Хората, които правят палта, трябва да балансират между това колко добре режат и колко добре защитават. За да поддържате режещия ръб възможно най-остър, може да се наложи да го почистите, след като го покриете с нещо.
Съвместимост на покритията със сложни геометрии на инструменти
Съвременните режещи инструменти често имат сложни форми, предназначени да улеснят образуването и отделянето на стружки. Има някои специфични проблеми, които възникват при покриването на тези инструменти:
- Равномерност на покритието: Може да е трудно да се гарантира, че дебелината на покритието е еднаква при инструменти със сложни конструкции на жлебовете и променящи се стъпки на зъбците.
- За да се запази функционалността на инструмента, покритията не трябва да пречат на работата на определени части, като например блокери за стружки или водопроводи.
- Сила на сцепление: Ако формата е сложна, покритието може да не залепне толкова добре на някои места, което може да означава, че се счупи бързо.
За да извлекат максимума от инструментите си, хората, които ги изработват, трябва да помислят как формата и покритието работят заедно.
Балансиране на свойствата на покритието с избор на инструментален материал
От какво е направена основата на инструмента и нейната устойчивост на адхезивно износване е много важно за това колко добре ще се получи финалът.
- Различни коефициенти на термично разширение: Ако коефициентите на термично разширение на покритието и основата не са еднакви, покритието може да се отлепи при рязане на студен метал.
- Колко здрава е основата: Основата на инструмента трябва да е достатъчно здрава, за да държи капака на място, докато се изработва бързо.
- За да залепне добре капакът, той трябва да бъде направен от същия материал като инструмента.
Може да се наложи да изберете марка инструмент, която да се съчетава добре с финала, за да получите правилната смес. Тук трябва да помислите колко е здрав, колко добре пренася топлината и колко добре реже метала като цяло.
Съображения за разходи: Покритие срещу оптимизация на геометрията
Когато избирате инструменти, не бива да забравяте за бизнес страната:
- Цена при първа употреба: Високопроизводителните покрития могат да направят цената на режещите инструменти много по-висока при първа употреба.
- Удължаване на живота на инструмента: По-високата първоначална цена трябва да се прецени спрямо възможността за по-дълъг живот на инструмента с покритите инструменти.
- Фина настройка на геометрията: За някои задачи може да е по-евтино да се оптимизира геометрията на инструмента, без да се покрива.
- Обем на производството: Колко често трябва да се сменят инструментите и какъв обем производство се извършва може да повлияе на избора между обхванатите инструменти и оптимизацията на формата.
Компаниите, които произвеждат неща, трябва да се замислят дали си струват допълнителните пари, които харчат за по-добри покрития. Тези покрития биха могли да направят компаниите по-продуктивни и да изискват по-малко инструменти.
Специфични съображения за приложението
Видът на покритието и формата на ножа, които работят най-добре заедно, често се избират според целите на употреба:
- Високоскоростна обработка: Покритията, които издържат по-добре на топлина и налягане, може да са по-важни за високоскоростни задачи, отколкото малки промени във формата.
- Прецизна обработка: Когато са необходими много точни спецификации, поддържането на точната форма на режещия ръб може да е по-важно от предимствата на по-здравите покрития.
- Когато режете с многобройни входове и изходи на инструмента, трябва да намерите комбинация между това колко здраво е покритието и как е направен инструментът, така че стружките да могат да отлитат.
- За да вземете интелигентни решения относно плюсовете и минусите на различните видове обработки и форми на инструменти, трябва да знаете какво изисква всяка задача за шлифоване.
В заключение, извличането на максимална полза от режещите инструменти за работа с алуминий изисква цялостен подход, който разглежда както технологията за довършителни работи, така и формата на инструмента. Производителите могат да постигнат големи подобрения в производителността на инструмента, ефективността на рязане и общата производителност при обработката на метали, като внимателно преценят тези компромиси и се уверят, че те отговарят на нуждите на приложението.
Заключение
Лепкавото износване при металните отливки е проблем за прецизните производители от дълго време. В тази статия обаче видяхме, че новите начини за обработка... CNC режещи инструменти може да бъде много ефективно при решаването на този проблем. За по-добро рязане, по-дълъг живот на инструмента и по-добра обработка на повърхността, производителите могат да се научат как да използват нови технологии за покритие и да разберат как работи износването от лепило.
Най-важните неща, които научихме от нашето проучване, са:
Какво се променя най-много в това колко бързо и добре може да се реже метал, когато лепилото свърши?
- Има различни начини за обработка на метал и всеки от тях работи най-добре с определен вид метал и за определена работа.
- По този начин ще използвате инструмента повече. Трябва да запишете необходимите разрези и къде искате да спрат.
- Трябва да изберем по-добри инструменти. Трябва да помислим с какво разполагаме, колко струва и колко дълго ще издържи.
За да сте с крачка пред другите производители на инструменти, трябва да знаете какво се случва в света на бизнеса. Когато производителите използват тези авангардни методи, те могат да избегнат проблемите, които възникват от износването от лепило. С това металът може да се шлифова по-бързо, по-евтино и по-добре.
Източници
1. Динан, Л., Уайтинг, П. и Жиро, Дж. П. (2001). Екдистероиди: Биологично значение и механизми на действие при гръбначни животни. Journal of Endocrinology, 170(3), 537–549.
2. Лафонт, Р. и Кулман, Дж. (2009). Екдизони: Насекоми, растения и бозайници. Витамини и хормони, 80, 1–50.
3. Сыров, В.Н. (2000). Механизми на анаболното действие на фитоекдистероидите при бозайници. Руски журнал по физиология, 86(3), 274–283.
4. Gorelick-Feldman, J., MacLean, D., Ilic, N., Poulev, A., & Raskin, I. (2009). Екдистероиди като нови регулатори на растежа на скелетните мускули и устойчивостта на стрес. Journal of Medicinal Food, 12(3), 508–513.
5. Parr, MK, Zhao, P., Haupt, O., Ngueu, ST, Hengevoss, J., & Fritzsche, D. (2015). Екдистероиди: Нов клас анаболни агенти? Биология на спорта, 32 (2), 169–175.
6. Isenmann, E., Ambrosio, G., Joseph, JF, Mazzarino, M., de la Torre, X., Zimmer, P., & Parr, MK (2019). Екдистероиди и техните анаболни ефекти върху човешките мускулни клетки. Archives of Toxicology, 93(7), 1807–1816.
