Ny PVD-verktygsbeläggning

Ny PVD-verktygsbeläggning

TiAlN och AlTiN är PVD-verktygsbeläggningar bildade genom att deponera Al i TiN. Hittills har ökningen av aluminiumhalten i TiAlN och AlTiN-beläggningar för att förbättra högtemperaturmotståndet och hårdheten hos verktygsbeläggningar varit en stor teknisk fråga som berörs av verktygstillverkare och beläggningsföretag. Sedan 1995 har den relaterade ångavsättningsprocessen kontinuerligt studerats och förbättrats. Vid 2000 hade förhållandet aluminium till titan i TiAlN och AlTiN-beläggningar ökat från 1: 2 till 3: 2, det vill säga aluminiumhalten hade ökat från 33% till 60%.

För att ytterligare förbättra aluminiumhalten i beläggningen utvecklade Liechtensteinbaserade Balzers-beläggningsföretag ett stort antal forskning och utveckling, uppfann beläggningstekniken för att ersätta titanelement med kromelement och introducerade AlCrN-beläggningen med en skikt som heter "BalinitAlcorna "2004. AlCrN-beläggning har högre aluminiumhalt än den allmänna AlTiN-beläggningen och är lämplig för en rad olika verktyg för snabb och snabb skärning av stål och hårdmetall, inklusive kugghjul, ändkvarnar och fräsblad. Dessutom kan den användas för att vrida verktyg, men endast i värmebeständighet och diffusionsstabilitet av utmärkta matrismaterial, såsom PCBN- och Si3N4-keramik. I utställningen av EMOHannover2005 lanserade även balchasföretaget produkten BalinitHelica, som är en AlCrN-skikt med flera lager, speciellt konstruerad för borrverktyg. Denna superlätta beläggning kan appliceras på vilken hårdmetall som helst av hårdmetall eller höghastighetsstålbit, vilket förbättrar betongens slitstyrka och skjuvhållfasthet avsevärt, liksom förbättringen av bitens borttagningsprestanda.

När sektionsmikrostrukturen av BalinitAlcorna-beläggning på hårdmetallmatris observerades med avsökningselektronmikroskop (SEM) kunde det tydligt ses att tjockleken var 3 ~ 4 m och beläggningen var ett enda skikt med kontinuerlig struktur. I SEM-bilden av BalinitHelica-beläggningen är flerskiktsbeläggningsstrukturen tydligt urskiljbar. Den totala tjockleken på Helica-flerskiktsbeläggningen är ca 4 m, medan 1 ~ 2 m är mer lämplig för en liten bit mindre än 1/8 "i diameter.

Även om PVD-beläggning med 100% Al2O3 (ren aluminiumoxid) ger bästa värme skydd för skärverktyg (AlN-komponenter i AlTiN och AlCrN-beläggningar "konvertera" till Al2O3 under bearbetning) har denna beläggning begränsade tillämpningar. Trots att PVDAl2O3-beläggningstekniken har patenterats och använts vid användning av nätaggregat (eller puls-strömförsörjning) på laboratorieskala av liten reaktionsugn på verktyget Al2O3PVD-beläggning, men nu i kommersiell skala av stor reaktionsugn Al2O3PVD beläggning är fortfarande mycket problem. Detta beror på att Al2O3, till skillnad från andra ledande beläggningsmaterial, är en isolator. Därför kräver PVD-beläggningsprocessen baserat på plasmaförsättningsprincipen extern biaspänning under beläggningsavsättningsprocessen, det vill säga det måste finnas en viss potentialskillnad mellan det belagda verktyget och plasmamålkällan. Kortfattat gör aluminium-isoleringsegenskaperna PVD-processen ganska svår att kontrollera. Dessutom är ekonomin hos PVDAl2O3 beläggning också fattig.

På grund av begränsningen av beläggningsstrukturstabiliteten har aluminiumhalten i AlTiN-beläggningen faktiskt nått maximivärdet (cirka 65%). I TiN-baserade beläggningar transformeras kristallstrukturen från kubisk gitter till sexkantig gitter. I den CrN-baserade beläggningen kan emellertid aluminiumhalten ökas ytterligare utan att ändra kristallstrukturen hos AlCrN-beläggningen.

Liksom andra beläggningar beror deformationsbeständigheten hos AlCrN-beläggningar också på beläggningsmaterialets gitterform. Beläggningen med kubisk gitter kan upprätthålla hög röd hårdhet, det vill säga att beläggningen kan bibehålla hög hårdhet när den exponeras för skärningstemperaturen på verktyget / arbetsstyckets gränssnitt. När kristallstrukturen hos beläggningen har transformerats till en hexagonal gitter, reduceras beläggningens hårdhet på grund av minskningen av deformationsbeständigheten. TiAlN-beläggningshårdhet vid ca 800 ° C eller har fallit skarpt, AlTiN-beläggning när temperaturen är mindre än 900 ° C , är hårdhetsfenomenet lägre; Och vid tiden för temperaturen på 1100 ° C kan AlCrN-beläggningen fortfarande behålla sin hårdhet. Även under hög temperatur på 1100 ℃ kan även AlCrN-beläggningsmatrisen skyddas utan verktyg. Balzers AlCrN-serien har en hårdhetsnivå på 2800 ~ 3200HV vid en belastning på 50g.

Eftersom AlCrN belägger hög röd hårdhet så att den kan bibehålla en stabil prestanda under extremt hög termisk belastning, så är AlCrN-beläggningsverktyget än andra typer av bearbetningsverktyg för bearbetningsverktyg bättre, speciellt vid höghastighetsskärning, torr (eller kvas-torr) skärning villkorar fler fördelar. Exempelvis visade skärproverna som gjordes av Balzers skärlaboratorier att när Ck45-stålstycket exakt var fräsat med hastigheter av 200m / min respektive 400m / min var livslängden hos AlCrN-belagd fräs mycket längre än den för den TiAlN-belagda fräsaren. Det finns emellertid undantag, vid bearbetning av arbetsstycksmaterial (54HRC) med hög hårdhet (t.ex. stålform), är AlTiN-beläggningen bättre än AlCrN-beläggningen (verktygslivslängden ökade 20% till 40%, medan verktygspriset minskade med ca 25%). Vid bearbetning av material med låg hårdhet (<54hrc) (såsom="" legerat="" stål="" och="" gjutjärn)="" och="" material="" med="" hög="" viskositet="" (såsom="" lågkolstål="" och="" rostfritt="" stål)="" är="" skärningseffektiviteten="" hos="" alcrn-beläggningen="" signifikant="" högre="" än="" den="" för="" altin="" beläggning="" (verktygslängden="" kan="" ökas="" med="" 25%="" ~="" 100%="" under="" samma="" skärhastighet="" och="">

Dessutom rekommenderas AlCrN-beläggning för bearbetning av arbetsstycksmaterial (som rostfritt stål) som producerar långa chips, eftersom de långa flisarna har mer kontakt med verktygets främre skäryta under formningen och ökningen av kontaktgraden mellan verktyget och Arbetsstycket kommer att generera mycket skärvärme. AlCrN-beläggningen har dock en liten friktionskoefficient som kan minska vidhäftningen mellan skärverktyget och chipet och minska skärvärmen.

Dessutom, jämfört med tennbaserad beläggning, kan AlCrN-beläggning leda till förändringar i verktygsslitage och chipformning under bearbetning, det vill säga AlCrN-belagd verktyg bakre ytslitage (VB) är signifikant mindre än TiAlN-belagd verktyg och bredden ( KB) av slitsspåret är liten, men slitbanans djup (KT) ökar.

IKS PVD, verktygsbeläggningsmaskin, kontakta oss nu, iks.pvd @ foxmail.com