Kiến thức về công nghệ và công cụ phủ mà bạn phải biết

Trong công cụ này hàng tuần, chúng tôi tập trung vào kiến thức lớp phủ công cụ cacbua. Chào mừng bạn đến công cụ trình duyệt của công ty chúng tôi.

Loại sơn

Titanium nitride (TiCN)

Độ cứng của lớp phủ cao hơn lớp phủ TiN. Do sự gia tăng của hàm lượng carbon, độ cứng của lớp phủ TiCN được tăng thêm 33% và phạm vi độ cứng của nó là khoảng hv3000-4000 (tùy thuộc vào nhà sản xuất).

Sơn kim cương CVD

So với các công cụ tráng PVD, tuổi thọ của các công cụ tráng kim cương CVD tăng gấp 10-20 lần. Độ cứng cao của các công cụ phủ kim cương làm cho cutTiNg có tốc độ cao gấp 2-3 lần so với các công cụ không tráng phủ. Nhiệt độ oxy hóa kim cương CVD đề cập đến giá trị nhiệt độ khi lớp phủ bắt đầu phân hủy. Nhiệt độ oxy hóa càng cao thì càng thuận lợi cho cutTiNg ở nhiệt độ cao.

Mặc dù độ cứng của lớp phủ TiAlN ở nhiệt độ phòng có thể thấp hơn lớp phủ TiCN, nhưng đã chứng minh rằng lớp phủ TiAlN hiệu quả hơn nhiều so với lớp phủ TiCN ở nhiệt độ cao. Lý do tại sao lớp phủ TiAlN có thể giữ độ cứng của nó ở nhiệt độ cao là vì nó có thể tạo thành một lớp alumina giữa dụng cụ và chip, có thể truyền nhiệt từ dụng cụ đến phôi hoặc chip.

So với các công cụ thép tốc độ cao, tốc độ cutTiNg của các công cụ cacbua xi măng thường cao hơn, khiến TiAlN trở thành lớp phủ ưa thích cho các công cụ cacbua xi măng. Các công cụ bằng đá tráng pvdtialn thường được sử dụng cho máy khoan cacbua xi măng và nhà máy cuối là một lựa chọn tốt cho vật liệu kim loại màu và kim loại cutTiNg.

Vật liệu màng cứng trên bề mặt dụng cụ có các yêu cầu sau

Độ cứng cao và chống mài mòn tốt;

Tính chất hóa học ổn định, không có phản ứng hóa học với vật liệu phôi;

Chịu nhiệt và chống oxy hóa, hệ số ma sát thấp, bám dính chắc chắn với ma trận, v.v ... Rất khó để vật liệu phủ đơn đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật trên.

Sự phát triển của vật liệu phủ đã trải qua các giai đoạn phát triển của lớp phủ hỗn hợp tic-a12o3-TiN, TiCN, TiAlN và lớp phủ hỗn hợp đa thành phần khác từ lớp phủ TiN đơn và lớp phủ TiC ban đầu. Bây giờ, các vật liệu màng composite đa thành phần như TiN / NbN, TiN / CN, v.v. đã được phát triển mới, giúp cải thiện đáng kể hiệu suất của lớp phủ công cụ.

Các tiêu chí lựa chọn vật liệu phủ

Trong quy trình sản xuất các công cụ cutTiNg được phủ, nó thường được lựa chọn theo độ cứng, chống mài mòn, chống oxy hóa ở nhiệt độ cao, độ bôi trơn và độ bám dính của lớp phủ, trong đó quá trình oxy hóa của lớp phủ có liên quan trực tiếp nhất đến nhiệt độ cutTiNg .

Nhiệt độ oxy hóa đề cập đến giá trị nhiệt độ khi lớp phủ bắt đầu phân hủy. Giá trị nhiệt độ oxy hóa càng cao thì càng thuận lợi cho cutTiNg ở nhiệt độ cao. Mặc dù độ cứng của lớp phủ TiAlN ở nhiệt độ phòng có thể thấp hơn lớp phủ TiCN, nhưng đã chứng minh rằng lớp phủ TiAlN hiệu quả hơn nhiều so với lớp phủ TiCN ở nhiệt độ cao.

Lý do tại sao lớp phủ TiAlN có thể giữ độ cứng của nó ở nhiệt độ cao là vì nó có thể tạo thành một lớp alumina giữa dụng cụ và chip, có thể truyền nhiệt từ dụng cụ đến phôi hoặc chip. So với các công cụ thép tốc độ cao, tốc độ cutTiNg của các công cụ cacbua xi măng thường cao hơn, điều này làm cho TiAlN trở thành lớp phủ ưa thích của các công cụ cacbua xi măng. Các bit cacbua xi măng và các nhà máy cuối thường sử dụng lớp phủ PVD TiAlN này.

Từ góc độ của công nghệ ứng dụng: ngoài nhiệt độ cutTiNg, độ sâu cutTiNg, tốc độ cutTiNg và chất làm mát có thể ảnh hưởng đến hiệu quả ứng dụng của lớp phủ công cụ.

Phát triển vật liệu phủ phổ biến

TiN là vật liệu phủ cứng lâu đời nhất và được sử dụng rộng rãi. Hiện nay, tỷ lệ sử dụng dụng cụ thép tốc độ cao phủ TiN ở các nước phát triển đã chiếm tỷ lệ 50% - 70% trong các dụng cụ thép tốc độ cao, và tỷ lệ sử dụng một số dụng cụ phức tạp không thể hoàn nguyên đã vượt quá 90%.

Do yêu cầu kỹ thuật cao của các công cụ cutTiNg kim loại hiện đại, lớp phủ TiN ngày càng không thể thích nghi. Lớp phủ TiN có khả năng chống oxy hóa kém. Khi nhiệt độ đạt tới 500oC, màng rõ ràng bị oxy hóa và bị loại bỏ, và độ cứng của nó không thể đáp ứng nhu cầu. TIC có độ siêu vi cao hơn, do đó vật liệu có khả năng chống mài mòn tốt hơn. Đồng thời, nó có độ bám dính chắc chắn với chất nền. Trong quá trình chuẩn bị lớp phủ chống mài mòn đa lớp, tic thường được sử dụng làm lớp màng bên dưới tiếp xúc với chất nền. Nó là một vật liệu phủ rất phổ biến trong các công cụ sơn.

Với sự phát triển của TiCN và TiAlN, hiệu suất của các công cụ tráng phủ đã được cải thiện. TiCN có thể làm giảm ứng suất bên trong của lớp phủ, cải thiện độ dẻo dai của lớp phủ, tăng độ dày của lớp phủ, ngăn chặn sự lan rộng của vết nứt và giảm sự sụp đổ cạnh cutTiNg. Khi TiCN được đặt làm lớp chính của các công cụ tráng phủ, tuổi thọ của dụng cụ có thể được cải thiện đáng kể.

TiAlN có tính ổn định hóa học tốt, chống oxy hóa và chống mài mòn. Khi gia công thép hợp kim cao, thép không gỉ, qinalloy và hợp kim niken, tuổi thọ của nó dài hơn 3-4 lần so với các công cụ tráng TiN. Nếu có nồng độ Al cao trong lớp phủ TiAlN, một lớp mỏng A12O3 không phù hợp sẽ được hình thành trên bề mặt lớp phủ trong quá trình cutTiNg, tạo thành một lớp màng bảo vệ trơ cứng. Công cụ tráng có thể được sử dụng hiệu quả hơn trong cutTiNg tốc độ cao. Titan nitơ cacbua pha tạp với oxy có độ siêu vi và độ ổn định hóa học cao, có thể tạo ra hiệu ứng tương tự như lớp phủ composite tic deca12o3. Wechat cho gia công kim loại, nội dung tốt, đáng chú ý.

Trong số các vật liệu màng cứng được đề cập ở trên, có ba loại mà độ cứng của HV có thể vượt quá 50gpa: màng kim cương, CBN và carbon nitride.

Nhiều màng kim cương được yêu cầu để lắng ở 600 ℃ - 900 ℃, vì vậy công nghệ này thường được sử dụng để lắng màng kim cương trên bề mặt của các dụng cụ cacbua xi măng. Việc thương mại hóa các dụng cụ cacbua kim cương là một thành tựu lớn của công nghệ tráng phủ trong những năm gần đây.

CBN chỉ đứng thứ hai sau kim cương về độ cứng và độ dẫn nhiệt. Nó có độ ổn định nhiệt tuyệt vời và không bị oxy hóa khi được làm nóng đến 1000oC. CBN có tính chất hóa học rất ổn định đối với kim loại màu. Không giống như kim cương, CBN không phù hợp để gia công thép. Nó có thể được sử dụng rộng rãi trong hoàn thiện và mài các sản phẩm thép.

Ngoài khả năng chống mài mòn tuyệt vời, lớp phủ CBN còn có thể xử lý thép chịu nhiệt, hợp kim titan và thép tôi với tốc độ cắt khá cao. Nó cũng có thể cắt các cuộn cứng và lạnh với độ cứng cao, vật liệu làm nguội pha tạp carbon và hợp kim Si Al với độ mòn dụng cụ rất nghiêm trọng. CVD và PVD là phương pháp chính để tổng hợp màng CBN trong pha khí áp suất thấp. CVD bao gồm PCVD vận chuyển hóa học, dây nóng hỗ trợTiNg PCVD, ECR-CVD, v.v.; PVD bao gồm plaTiNg chùm ion phản ứng, bay hơi phản ứng tích cực, lắng đọng bằng laser, v.v. Vẫn còn nhiều việc phải làm trong nghiên cứu cơ bản và ứng dụng công nghệ tổng hợp CBN, bao gồm cơ chế phản ứng và quá trình tạo màng, chẩn đoán huyết tương và phân tích khối phổ, xác định các điều kiện quá trình tốt nhất, phát triển thiết bị hiệu quả cao, v.v.

Carbon nitride có thể có độ cứng lên đến hoặc cao hơn kim cương. Thành công của việc tổng hợp carbon nitride là một ví dụ nổi bật của kỹ thuật phân tử. Là một vật liệu siêu cứng, carbon nitride dự kiến sẽ có nhiều tính chất vật lý và hóa học có giá trị khác, và nghiên cứu về carbon clorua đã trở thành một chủ đề nóng trong lĩnh vực khoa học vật liệu trên thế giới.