A nagy sebességű szárazvágáshoz a legjobb bevonat a nitrogén-alumínium-titán
A bevonatok miatt gyakran nincs szükség a vágófolyadékokra. Csökkentik a hőmérsékleti sokkot azáltal, hogy gátolják a hőátadást a vágási zónából a lapkába (szerszámba). A bevonat hőzáróként működik, mert sokkal alacsonyabb hővezető képességgel rendelkezik, mint a szerszámalap és a munkadarab anyaga. Ennek eredményeként ezek a szerszámok kevesebb hőt vesznek fel, és ellenállnak a magasabb vágási hőmérsékletnek. Legyen szó esztergálásról vagy marásról, a bevonatos szerszámok hatékonyabb vágási paramétereket tesznek lehetővé a szerszám élettartamának csökkentése nélkül.
A bevonat vastagsága 2 és 18 mikron között van, és fontos szerepet játszik a szerszám teljesítményében. A vékonyabb bevonatok jobban ellenállnak a hőmérséklet-változásoknak az ütési vágás során, mint a vastagabbak, mivel a vékonyabb bevonatok kisebb feszültséggel bírnak, és kevésbé hajlamosak a repedésre. Gyors hűtés és melegítés hatására a vastag bevonatok hajlamosak széttörni, mint egy üveg, amely nagyon gyorsan felmelegszik és lehűl. Vékony bevonatú lapkákkal végzett szárazvágás akár 40 százalékkal is meghosszabbíthatja a szerszám élettartamát, ezért gyakran használnak fizikai bevonatokat körszerszámok és marólapkák bevonására. A PVD bevonatokat általában vékonyabban hordják fel, mint a vegyi bevonatokat, és erősebben tapadnak a kontúrhoz. Ezenkívül a PVD bevonatok jóval alacsonyabb hőmérsékleten is felvihetők a keményfémre, így inkább nagyon éles élekhez és nagy pozitív gereblye maró- és esztergaszerszámokhoz használják.
Bár a bevonóanyag titán-nitrid, az összes bevont szerszám 80 százalékát ez teszi ki. Nagysebességű szárazvágás esetén azonban a legjobb PVD-bevonat a titán-alumínium-nitrid (TiAlN), amely négyszeresen felülmúlja a titán-nitridet magas hőmérsékletű folyamatos vágásnál, például nagysebességű esztergálásnál. A TiAlN bevonat teljesítménye felülmúlja a szerszámok többi bevonatát is nagyobb hőterhelés esetén. Ilyen például a száraz marás és a kis átmérőjű lyukak mélyfúrása, ahol a vágófolyadék nehezen érhető el
A TiAlN keményebb, mint a TiN vágási hőmérsékleten, és termikusan stabil. A PVD bevonatok kihasználják a vegyi kopással szembeni ellenálló képességüket. Akár 3500 Vickers-fok keménységű, üzemi hőmérséklete pedig 1470 F. Az anyagtudósok úgy vélik, hogy ezek a tulajdonságok az amorf alumínium-oxid filmeknek tulajdoníthatók, amelyek akkor képződnek a forgács/szerszám határfelületén, amikor az alumínium egy része belekerül. a bevonat felülete magas hőmérsékleten oxidálódik.
Az ultravékony többrétegű PVD-bevonatokat szándékosan választották ki ehhez a tanulmányhoz, és a leválasztási eljárás több száz rétegből álló bevonatokat eredményez, amelyek mindegyike mindössze néhány nanométer vastag. Az általános PVD-bevonatok lerakása csak néhány mikrométer vastagságú bevonat.
Bár a PVD bevonatnak számos előnye van, a CVD bevonat még mindig népszerűbb a legtöbb vasfém megmunkálásakor. A CVD eljárásban a magasabb lerakódási hőmérséklet javítja a kötési szilárdságot, és nagyobb kobalttartalmat tesz lehetővé a mátrixban, így a vágóél szívóssága jó, és a képlékeny alakváltozásokkal szembeni ellenálló képessége javul. A CVD bevonat aránya miatt
A CVD egy hasznos alumínium-oxid réteg felvitele a szerszámra, amely az ismert legjobban hő- és oxidációálló bevonat. Az alumínium-oxid rossz vezető, elszigeteli a szerszámot a vágási deformáció során keletkező hőtől, és elősegíti a hőáramlást a forgácsba. Ez egy kiváló CVD-bevonat, főleg a keményfém esztergaszerszámokhoz, amelyeket száraz forgácsolásnál használnak. Ezenkívül védi az aljzatot a nagy sebességű vágás során, és a legjobb kopásgátló és kráterkopás elleni bevonat.
A bevonatos lapkák élettartama hosszabb, és szárazmarásnál stabilabbak, mint nedves marásnál. A nagyobb vágási sebesség tovább növeli a vágási hőmérsékletet. Például a 14, 000 ford./perc és 1575 hüvelyk/perc forgácsolási sebességű öntöttvas száraz megmunkálása 600-700 fokra melegítheti fel a szerszám előtti vágási zónát. A fémeltávolítási sebesség hasonló az alumínium marásánál, miközben a kapott hőmérséklet magasabb öntöttvason, mint a hagyományos szerszámokon.
Cermet, kerámia, CBN, PCD választék
A nagyobb vágási sebességhez kopásállóbb szerszámanyag és nagyobb termikus keménység szükséges. Cermetek, köbös bór-nitrid és két finomfeldolgozási igényekre alkalmas kerámia – alumínium-oxid és szilícium-nitrid (a modern „kerámia” kifejezés magában foglalja az alumínium-oxidot és a szilícium-nitridot is, szemben azzal, hogy korábban csak az alumínium-oxidra utaltak). alkalmazások egyre népszerűbbek. A polikristályos gyémánt egy másik szerszámanyag, amelyet száraz vágási helyzetekben használnak. Ezen anyagok mindegyikében nagyobb a vörös keménységük és kopásállóságuk, a kompromisszum a nagyobb ridegség.