Nou recobriment d'eines PVD

Nou recobriment d'eines PVD

El TiAlN i l'AlTiN són recobriments d'eina PVD formats per dipositar Al a TiN. Fins ara, augmentar el contingut d’alumini en els recobriments TiAlN i AlTiN per millorar la resistència a altes temperatures i la duresa dels recobriments d’eines ha estat un dels principals problemes tècnics relacionats amb els fabricants d’eines i les empreses de recobriment. Des del 1995, el procés de deposició de vapor relacionat ha estat estudiat i millorat contínuament. L'any 2000, la proporció d'alumini amb titani en els recobriments de TiAlN i AlTiN havia augmentat de 1: 2 a 3: 2, és a dir, el contingut d'alumini havia augmentat del 33% al 60%.

Per tal de millorar encara més el contingut d’alumini en el recobriment, l’empresa de recobriment Balzers de Liechtenstein va desenvolupar un gran nombre d’investigacions i desenvolupaments, va inventar la tecnologia de recobriment per substituir l'element de titani amb un element de crom i va introduir el revestiment AlCrN de capa anomenat "BalinitAlcorna". "El 2004. El recobriment AlCrN té un contingut d’alumini més gran que el recobriment general d’ALTiN i és adequat per a una gran varietat d’eines de tall d’acer i de carbur que inclouen plaques d’engranatges, molins finals i fulles de fresat. A més, es pot utilitzar per a eines de tornejat, però només en resistència a la calor i estabilitat de difusió de materials matricials excel·lents, com ara ceràmica PCBN i Si3N4. A l'exposició d'EMOHannover2005, la companyia balchas també va llançar el producte denominat "BalinitHelica", que és un revestiment AlCrN multicapa especialment dissenyat per a eines de perforació. Aquest revestiment súper suau es pot aplicar a qualsevol aliatge dur o bit d’acer d’alta velocitat, millorant significativament la resistència al desgast i la resistència al tall del bit, a més de millorar el rendiment d’eliminació de xips del bit.

Quan es va observar la microstructura de secció del revestiment BalinitAlcorna sobre matriu de carbur de ciment mitjançant microscopi electrònic de rastreig (SEM), es va poder veure clarament que el gruix era de 3 a 4 mi el recobriment era una sola capa amb estructura contínua. A la imatge SEM del recobriment BalinitHelica, es distingeix clarament l’estructura de recobriment multicapa. El gruix total del recobriment multicapa Helica és d'aproximadament 4 m, mentre que d'1 ~ 2 m és més adequat per a un petit diàmetre inferior a 1/8 ".

Tot i que el recobriment PVD 100% Al2O3 (alúmina pura) proporciona la millor protecció tèrmica per a les eines de tall (els components AlN en AlTiN i AlCrN "converteixen" a Al2O3 durant el mecanitzat), aquest revestiment té aplicacions limitades. Tot i que la tecnologia de recobriment PVDAl2O3 ha estat patentada i s'ha utilitzat en l’ús d’alimentació de CA (o font d’alimentació de polsos) a l’escala de laboratori del petit forn de reacció a l’eina Al2O3PVD, però ara a l’escala comercial del gran forn de reacció Al2O3PVD el recobriment és encara un munt de problemes. Això és degut a que Al2O3, a diferència d'altres materials de recobriment conductors, és un aïllant. Per tant, el procés de recobriment de PVD basat en el principi de deposició de plasma requereix una tensió de polarització externa durant el procés de deposició, és a dir, ha d'haver una certa diferència de potencial entre l'eina revestida i la font de destinació de plasma. En definitiva, les propietats d’aïllament de l’alumina dificulten el control del procés de PVD. A més, l’economia del recobriment PVDAl2O3 també és pobra.

A causa de la limitació de l’estabilitat de l’estructura de recobriment, el contingut d’alumini en el recobriment AlTiN ha assolit el valor màxim (aproximadament el 65%). En els recobriments basats en TiN, l’estructura cristal·lina es transforma de la xarxa cúbica en una xarxa hexagonal. No obstant això, en el recobriment basat en CrN, el contingut d 'alumini es pot augmentar encara més sense canviar l' estructura cristal·lina del recobriment AlCrN.

Igual que altres recobriments, la resistència de deformació dels recobriments AlCrN també depèn de la forma de la xarxa del material de recobriment. El recobriment amb entramat cúbic pot mantenir una duresa alta de color vermell, és a dir, el recobriment pot mantenir una duresa alta quan s'exposa a la temperatura de tall de la interfície d'eina / peça. Una vegada que l'estructura cristal·lina del recobriment es transforma en una xarxa hexagonal, la duresa del recobriment es reduirà a causa de la disminució de la resistència a la deformació. La duresa de revestiment de TiAlN al voltant de 800 ℃ o ha caigut bruscament, el revestiment AlTiN quan la temperatura és inferior a 900 ℃ , el fenomen de la duresa és menor; I en el moment de la temperatura de 1100 ℃, el recobriment AlCrN encara pot mantenir la seva duresa. Fins i tot sota les altes temperatures de 1100 ℃ , també es pot protegir la matriu de revestiment AlCrN sense eines. El recobriment de la sèrie Balzers AlCrN té un nivell de duresa de 2800 ~ 3200HV a una càrrega de 50 g.

Com que AlCrN recobreix duresa vermella alta de manera que pugui mantenir un rendiment estable sota una càrrega tèrmica extremadament alta, l’eina de revestiment AlCrN que altres tipus de rendiment de processament d’eina de recobriment és millor, especialment en el tall de gran velocitat, sec (o quasi sec) condiciona més avantatges. Per exemple, els experiments de tall realitzats pels laboratoris de tall de Balzers van demostrar que quan la peça d’acer de Ck45 va ser fresada amb precisió a velocitats de 200 m / min i 400 m / min respectivament, la vida útil de la fresa amb recobriment AlCrN era molt més llarga que la de la fresadora revestida de TiAlN. No obstant això, hi ha excepcions, en el processament de materials de peces de treball d’alta densitat (54HRC) (com ara motlles d’acer), el rendiment del recobriment AlTiN és millor que el revestiment AlCrN (la vida d’eina ha augmentat un 20% ~ 40%, mentre que l’eina es redueix. al voltant del 25%). No obstant això, quan mecanitzem materials de baixa duresa (<54hrc) (com="" ara="" aliatges="" i="" fosa)="" i="" materials="" amb="" alta="" viscositat="" (com="" ara="" acer="" de="" baix="" carboni="" i="" acer="" inoxidable),="" l’eficiència="" de="" tall="" del="" recobriment="" alcrn="" és="" significativament="" superior="" a="" la="" d’altin.="" recobriment="" (la="" vida="" útil="" de="" l’eina="" es="" pot="" augmentar="" en="" un="" 25%="" ~="" 100%="" sota="" la="" mateixa="" velocitat="" de="" tall="" i="">

A més, es recomana el recobriment AlCrN per mecanitzar materials de peça de treball (com ara acer inoxidable) que produeixen estelles llargues, ja que les estelles llargues tenen més contacte amb la superfície de tall frontal de l'eina durant el procés de formació i l'augment del grau de contacte entre l'eina i la peça de treball generarà molta calor de tall. No obstant això, el recobriment AlCrN té un petit coeficient de fricció, que pot reduir l'adherència entre l'eina de tall i el xip i reduir la calor de tall.

A més, en comparació amb el recobriment basat en estany, el recobriment AlCrN pot provocar canvis en el desgast de l'eina i en el procés de formació de xips durant el processament, és a dir, l'eina revestida (VB) de l'eina revestida AlCrN és significativament menor que l'eina revestida de TiAlN i l'amplada ( KB) del solc de desgast és petit, però augmenta la profunditat (KT) del solc de desgast.

IKS PVD, màquina de recobriment d’eines, poseu-vos en contacte amb nosaltres ara, iks.pvd @ foxmail.com