Ny PVD værktøj belægning

Ny PVD værktøj belægning

TiAlN og AlTiN er PVD-værktøjsovertræk dannet ved at deponere Al i TiN. Hidtil har stigning af aluminiumindholdet i TiAlN og AlTiN-belægninger til forbedring af højtemperaturmodstanden og hårdheden af værktøjsbelægninger været et stort teknisk problem, der er berørt af værktøjsfabrikanter og belægningsvirksomheder. Siden 1995 er den relaterede dampaflejringsproces kontinuerligt undersøgt og forbedret. I 2000 var forholdet mellem aluminium og titan i TiAlN og AlTiN-belægninger steget fra 1: 2 til 3: 2, det vil sige at aluminiumindholdet var steget fra 33% til 60%.

For yderligere at forbedre aluminiumindholdet i belægningen udviklede Liechtenstein-baserede Balzers-belægningsfirmaet et stort antal forskning og udvikling, opfandt belægningsteknologien til udskiftning af titaniumelement med chromelement og introducerede AlCrN-belægningen med en enkelt betegnelse kaldet "BalinitAlcorna "i 2004. AlCrN-belægningen har et højere aluminiumindhold end den generelle AlTiN-belægning og er egnet til en række hurtige stål- og karbidskæringsværktøjer, herunder kogeplader, endefabrikker og fræseblade. Derudover kan den bruges til drejeværktøjer, men kun i varmebestandighed og diffusionsstabilitet af fremragende matrixmaterialer, såsom PCBN og Si3N4-keramik. I udstillingen af EMOHannover2005 lancerede også balchas firmaet produktet "BalinitHelica", som er et AlCrN-lag med flere lag specielt designet til boreværktøjer. Denne superglatte belægning kan påføres på en hvilken som helst hårdmetal eller højhastighedstålbit, hvilket væsentligt forbedrer slidstyrken og skærestyrken af bittet samt forbedrer brikkens fjernelse ydeevne af bittet.

Når sektionsmikrostrukturen af BalinitAlcorna-belægning på hårdmetalmatrix blev observeret ved scanningelektronmikroskop (SEM), kunne det tydeligt ses, at tykkelsen var 3 ~ 4 m, og belægningen var et enkelt lag med kontinuerlig struktur. I SEM-billedet af BalinitHelica-belægningen er flerskiktsbelægningsstrukturen tydeligt skelnelig. Den samlede tykkelse af Helica multilagsbelægningen er ca. 4 m, mens 1 ~ 2 m er mere egnet til en lille smule mindre end 1/8 "i diameter.

Selvom PVD-belægning med 100% Al2O3 (ren aluminiumoxid) giver den bedste termiske beskyttelse til skæreværktøjer (AlN-komponenter i AlTiN og AlCrN-coatings "konverter" til Al2O3 under bearbejdning), har denne belægning begrænsede anvendelser. Selvom PVDAl2O3 belægningsteknologi er blevet patenteret og blevet brugt i brug af ac-effekt (eller pulse dc strømforsyning) på laboratorie skalaen af lille reaktionsovn på værktøjet Al2O3PVD belægning, men nu i kommerciel skala af stor reaktionsovn Al2O3PVD belægning er stadig mange problemer. Dette skyldes, at Al2O3, i modsætning til andre ledende belægningsmaterialer, er en isolator. Derfor kræver PVD-belægningsprocessen baseret på plasmaaflejringsprincippet ekstern forspænding under belægningsaflejringsprocessen, det vil sige, der skal være en vis potentiel forskel mellem det belagte værktøj og plasmamålkilden. Kort sagt gør aluminiens isolerende egenskaber PVD-processen ret vanskeligt at kontrollere. Desuden er økonomien i PVDAl2O3 belægning også dårlig.

På grund af begrænsningen af belægningsstrukturstabiliteten har aluminiumindholdet i AlTiN-belægningen faktisk nået den maksimale værdi (ca. 65%). I TiN-baserede overtræk transformeres krystalstrukturen fra kubisk gitter til sekskantet gitter. I den CrN-baserede belægning kan aluminiumindholdet imidlertid yderligere forøges uden at ændre krystalstrukturen af AlCrN-belægningen.

Ligesom andre overtræk afhænger deformationsmodstanden af AlCrN-belægninger også på belægningsmaterialets gitterform. Belægningen med kubisk gitter kan opretholde høj rød hårdhed, det vil sige belægningen kan opretholde høj hårdhed, når den udsættes for skæretemperaturen på værktøjs- / emneinterfacet. Når først krystalstrukturen af belægningen er omdannet til et sekskantet gitter, vil belægningenes hårdhed blive reduceret som følge af faldet i deformationsmodstanden. TiAlN-belægningshårdhed ved ca. 800 ° C eller er faldet kraftigt, AlTiN-belægning, når temperaturen er mindre end 900 ° C , er fænomenet hårdheden lavere; Og på tidspunktet for temperaturen på 1100 ° C kan AlCrN-belægningen stadig bevare sin hårdhed. Selv under den høje temperatur på 1100 ℃ kan også AlCrN-coatingsmatrixen beskyttes uden værktøj. Balzers AlCrN serien belægning har et hårdhedsniveau på 2800 ~ 3200HV ved en belastning på 50g.

Fordi AlCrN belegger høj rød hårdhed, så den kan opretholde en stabil ydeevne under ekstremt høj termisk belastning, er AlCrN-belægningsværktøj end andre typer af belægningsværktøjsbehandlingseffektivitet bedre, især ved hurtigskæring, tørt (eller kvasitør) skæring betingelser flere fordele. Eksempelvis viste skæreeksperimenterne fra Balzers 'skærelaboratorier, at når Ck45-stålværket præcist blev formalet med hastigheder på henholdsvis 200m / min og 400m / min var levetiden for den AlCrN coatede fræsning langt længere end den af den TiAlN coatede fræser. Imidlertid er der undtagelser i forbindelse med behandling af emner med høj hårdhed (54HRC) (såsom stålform), AlTiN-belægningen er bedre end AlCrN-belægningen (værktøjets levetid steg 20% ~ 40%, mens værktøjsprisen blev reduceret med ca. 25%). Ved bearbejdning af materialer med lav hårdhed (<54hrc) (såsom="" legeret="" stål="" og="" støbejern)="" og="" materialer="" med="" høj="" viskositet="" (såsom="" lavt="" kulstofstål="" og="" rustfrit="" stål)="" er="" skæringseffektiviteten="" af="" alcrn-belægning="" imidlertid="" væsentligt="" højere="" end="" altin="" belægning="" (værktøjets="" levetid="" kan="" øges="" med="" 25%="" ~="" 100%="" under="" samme="" skærehastighed="" og="">

Desuden anbefales AlCrN-belægning til bearbejdning af emnematerialer (såsom rustfrit stål), der producerer lange chips, fordi de lange chips har mere kontakt med værktøjets forreste skærflade under dannelsen, og stigningen i kontaktgraden mellem værktøjet og emnet vil generere meget skærende varme. AlCrN-belægningen har imidlertid en lille friktionskoefficient, som kan reducere adhæsionen mellem skæreværktøjet og chippen og reducere skærevarmen.

Desuden kan AlCrN-belægningen i sammenligning med tinbaseret belægning føre til ændringer i værktøjs slid og chipformning under behandling, dvs. AlCrN-belagt værktøj bagoverflade slid (VB) er signifikant mindre end TiAlN belagt værktøj, og bredden ( KB) slidspor er lille, men slidbanens dybde (KT) er forøget.

IKS PVD, Værktøjsbelægningsmaskine, kontakt os nu, iks.pvd @ foxmail.com