Die Entwicklung und Anwendung von beschichteten Werkzeugen

- Aug 01, 2019-



Beschichtete Werkzeuge stellen neue Anforderungen an die Werkzeuggeometrie. Es wird allgemein angenommen, dass Verbesserungen der Werkzeuggeometrie, wie der Spanwinkel, der Spanabfuhrraum usw., auf die Spanabfuhrkapazität konzentriert werden sollten, um erhöhte Schnitte bei höheren Vorschubgeschwindigkeiten und höheren Geschwindigkeiten zu ermöglichen. Das beschichtete Werkzeug hat eine hohe Bearbeitungseffizienz, die eine höhere Vorschubgeschwindigkeit und Schnittgeschwindigkeit ermöglicht (kann im Vergleich zur ursprünglichen Schnittgeschwindigkeit auf das 2-3-fache erhöht werden). Beschichtungswerkzeuge sind weit verbreitet zum Schneiden verschiedener Arten von Materialien, insbesondere zum Schneiden von schwer zu bearbeitenden Materialien.


coated tool.jpg Titannitrid, auch als TiN bekannt, ist eines der am häufigsten verwendeten Hartbeschichtungsmaterialien. Aufgrund der gestiegenen technischen Anforderungen moderner Zerspanungswerkzeuge sind TiN-Beschichtungen nicht mehr für alle Anforderungen von Zerspanungswerkzeuglösungen verfügbar. Die TiN-Beschichtung weist eine schlechte Oxidationsbeständigkeit auf, und wenn die Temperatur bis zu 500 ° C beträgt, wird der Film oxidiert und abgetragen. Die Titancarbidbeschichtung ist auch ein häufig in Beschichtungswerkzeugen verwendetes Beschichtungsmaterial. Es hat eine höhere Mikrohärte und eine gute Abriebfestigkeit und wird häufig als Unterlage in Kontakt mit dem Substrat verwendet, wenn eine mehrschichtige, abriebfeste Beschichtung hergestellt wird.

Die Entwicklung von TiCN- und TiAlN-Beschichtungen hat die Leistung von beschichteten Werkzeugen auf ein höheres Niveau gebracht. Die TiCN-Beschichtung hilft, die innere Spannung der Beschichtung zu verringern, die Zähigkeit der Beschichtung zu verbessern, die Dicke der Beschichtung zu erhöhen, die Ausbreitung von Rissen zu verhindern und das Absplittern des Werkzeugs zu verringern. Beschichtete Werkzeuge halten länger, wenn sie mit einer TiCN-Beschichtung als primäre Verschleißschicht versehen werden. Titanaluminiumnitrid-Beschichtung hat eine gute chemische Stabilität und Antioxidationsbeständigkeit und kann die Werkzeuglebensdauer im Vergleich zu TiN-beschichteten Werkzeugen bei der Verarbeitung von Metallmaterialien wie hochlegiertem Stahl, Edelstahl, Legierung und Nickellegierung um das 3-5-fache verbessern. Wenn die TiAIN-Beschichtungen eine ausreichende Al-Konzentration aufweisen, bildet sich während des Schneidvorgangs ein sehr dünner Al2O3-Schutzfilm auf der Oberfläche der Beschichtung, wodurch der Schneidvorgang effizienter wird. Hochgeschwindigkeitsbearbeitung. Es gibt einige wenige Übergangsmetallnitride, -carbide, -boride und deren mehrkomponentige Verbindungen, von denen einige eine relativ hohe Härte aufweisen und zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Beschichtungswerkzeugen eingesetzt werden können.

Das für unterschiedliche Beschichtungsmaterialien verwendete Werkzeug hat unterschiedliche Wirkungen. Das TiC-Beschichtungswerkzeug für langsames Schneiden ist für langsames Schneiden geeignet, während TiN für schnelles Schneiden besser geeignet ist. HfN hat eine höhere thermochemische Stabilität als TiN und eignet sich für Arbeiten mit höheren Schnittgeschwindigkeiten. Im Vergleich zu TiN- und A1203-Beschichtungen weisen A1203-Beschichtungen bei hohen Drehzahlen einen erheblichen Vorteil auf, während TiN-beschichtete Werkzeuge bei niedrigen Drehzahlen eine längere Lebensdauer aufweisen.

Gegenüber unbeschichteten Werkzeugen hat beschichtete Werkzeuge bemerkenswerte Vorteile, da sie die Bearbeitungseffizienz verbessern, die Bearbeitungsgenauigkeit verbessern und die Lebensdauer des Werkzeugs verlängern und dann die Qualität der Werkstücke sicherstellen und die Bearbeitungskosten senken können. Moderne Zerspanungsverfahren erfordern, dass die Zerspanungswerkzeuge eine hohe Schnittgeschwindigkeit, einen hohen Vorschub, eine hohe Zuverlässigkeit, eine lange Lebensdauer, eine hohe Präzision und eine gute Schneidleistung aufweisen. Das Aussehen von beschichteten Werkzeugen hat einen großen Durchbruch bei der Schneidleistung gebracht. Der beschichtete Schneider kombiniert die Werkzeugbasis mit der harten Filmoberfläche und hat die Leistung der Schneidwerkzeuge erheblich verbessert.