چرا پوشش این‌قدر مهم است؟
دو فرز انگشتی با زیرلایه کاربایدی و هندسه یکسان می‌توانند در یک ماده عمر کاملاً متفاوتی داشته باشند، فقط به این دلیل که پوششان متفاوت است. پوشش لایه‌ای نازک است که لبه برش را در برابر حرارت، سایش و چسبیدن براده محافظت می‌کند. پوشش درست امکان سرعت برش بالاتر و عمر بیشتر ابزار را فراهم می‌کند؛ پوشش نادرست فایده چندانی ندارد و در برخی مواد حتی ممکن است لبه انباشته (BUE) را بیشتر کند.
بیشتر پوشش‌های فرز، مته و برقوی کاربایدی به روش PVD (رسوب فیزیکی از فاز بخار) اعمال می‌شوند. ضخامت آن‌ها تنها چند میکرون است، بنابراین تیزی لبه تا حد زیادی حفظ می‌شود. اما یک نکته را نباید فراموش کرد: پوشش، هندسه نادرست یا پارامترهای برش نامناسب را جبران نمی‌کند. ابتدا نوع ابزار و هندسه درست، سپس پوشش مناسب.
نمودار را چگونه بخوانیم؟
در نمودار ابتدای مقاله، سطرها پوشش‌ها و ستون‌ها گروه‌های مواد طبق ISO 513 هستند: P (فولاد)، M (فولاد زنگ‌نزن)، K (چدن)، N (آلومینیوم و فلزات غیرآهنی)، S (تیتانیوم و سوپرآلیاژهای مقاوم به حرارت) و H (فولاد سخت‌کاری‌شده). دایره توپر یعنی انتخاب اول معمول، حلقه یعنی گزینه قابل استفاده و خط تیره یعنی ترکیبی که معمولاً توصیه نمی‌شود. سطر Ø نشان‌دهنده ابزار بدون پوشش است. این نمودار یک راهنمای کلی است؛ انتخاب نهایی باید بر اساس کاتالوگ سازنده ابزار و شرایط واقعی ماشین‌کاری انجام شود.
AlTiN: گزینه همه‌کاره مقاوم به حرارت
پوشش AlTiN (نیترید آلومینیوم-تیتانیوم) به لطف درصد بالای آلومینیوم، هنگام برش لایه محافظی از اکسید آلومینیوم روی سطح خود تشکیل می‌دهد. این لایه حرارت را از ابزار دور نگه می‌دارد؛ به همین دلیل AlTiN در سرعت‌های برش بالا و در ماشین‌کاری خشک یا با روان‌کاری حداقلی (MQL) عملکرد خوبی دارد. این پوشش انتخاب رایجی برای فولادهای کربنی، فولادهای آلیاژی و چدن است. برای آلومینیوم توصیه نمی‌شود، زیرا آلومینیوم موجود در پوشش با قطعه کار میل ترکیبی دارد و ممکن است چسبندگی براده را افزایش دهد.
AlCrN: چقرمگی و مقاومت در برابر سایش
پوشش AlCrN (نیترید آلومینیوم-کروم) مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون را با چقرمگی و مقاومت سایشی خوب ترکیب می‌کند. در برش‌های منقطع، کارهای مستعد لرزش و ماشین‌کاری با مایع خنک‌کاری رفتار متعادلی دارد. به همین دلیل برای فولاد، فولاد زنگ‌نزن و چدن و همچنین آلیاژهای تیتانیوم به‌طور گسترده استفاده می‌شود. برای خشن‌کاری و ابزارهای همه‌منظوره‌ای که باید طیف وسیعی از مواد را پوشش دهند، نقطه شروع خوبی است.
TiSiN: فولاد سخت‌کاری‌شده و قالب‌سازی
پوشش TiSiN (نیترید تیتانیوم-سیلیسیم) به لطف ساختار نانوکامپوزیتی به سختی بسیار بالایی می‌رسد. در فرزکاری فولادهای سخت‌کاری‌شده، قالب‌سازی و پرداخت‌کاری با سرعت بالا برجسته است. بهای این سختی بالا آن است که در برابر ضربه به اندازه AlCrN مقاوم نیست؛ بنابراین با بستن محکم، لنگی کم و ماشین صلب بهترین نتیجه را می‌دهد.
DLC و ابزار بدون پوشش: آلومینیوم و فلزات غیرآهنی
در آلومینیوم مشکل اصلی سایش نیست، بلکه چسبیدن براده به لبه برش است. ضریب اصطکاک پایین پوشش DLC (کربن شبه‌الماس) این چسبندگی را کاهش می‌دهد و در آلومینیوم، آلیاژهای مس و پلاستیک‌ها نتایج خوبی دارد. DLC برای مواد آهنی مناسب نیست، زیرا کربن در دماهای بالا به درون آهن نفوذ می‌کند. گزینه رایج دیگر برای آلومینیوم، فرز کاربایدی بدون پوشش با لبه تیز و شیارهای پولیش‌شده است.
انتخاب سریع بر اساس ماده
- فولاد (P): AlTiN یا AlCrN.
- فولاد زنگ‌نزن (M): AlCrN؛ چقرمگی و مقاومت در برابر چسبندگی اهمیت دارد.
- چدن (K): AlTiN یا AlCrN.
- آلومینیوم و فلزات غیرآهنی (N): DLC یا ابزار بدون پوشش با شیارهای پولیش‌شده.
- تیتانیوم و سوپرآلیاژها (S): اغلب AlCrN، با سرعت برش پایین و خنک‌کاری فراوان.
- فولاد سخت‌کاری‌شده (H): TiSiN.
پوشش و پارامترهای برش
پوشش به ابزار اجازه می‌دهد در دماهای بالاتر کار کند، اما دلیلی برای افزایش دلخواه سرعت برش نیست. مقادیر اولیه را بر اساس گروه ماده از کاتالوگ ابزار بردارید و سپس با زیر نظر گرفتن نوع سایش تنظیم کنید. سایش سریع سطح آزاد اغلب نشانه سرعت برش بیش از حد است و لب‌پریدگی لبه می‌تواند نشانه پیشروی زیاد، لرزش یا لنگی باشد. برای محاسبه سریع دور و پیشروی از ماشین‌حساب پارامترهای برش ما استفاده کنید.
پوشش‌دهی مجدد پس از تیزکاری
هنگام تیزکاری مجدد ابزار کاربایدی، پوشش از سطوح سنگ‌زنی‌شده برداشته می‌شود و کاربید خام نمایان می‌شود. این ناحیه بدون پوشش عملکرد ابزار نو را ندارد. به همین دلیل تیزکاری حرفه‌ای باید هندسه را به ابعاد اصلی بازگرداند و سپس آماده‌سازی لبه و پوشش‌دهی مجدد را شامل شود. گرد کردن کنترل‌شده لبه پیش از پوشش‌دهی به چسبندگی بهتر پوشش روی لبه کمک می‌کند؛ این موضوع را در مقاله آماده‌سازی لبه با Drag Finish توضیح داده‌ایم.
فرزها، مته‌ها و برقوهای کاربایدی Geppetto بسته به سری، با پوشش AlTiN، AlCrN یا TiSiN یا بدون پوشش عرضه می‌شوند؛ سری‌ها را در صفحه محصولات ببینید. خدمات تیزکاری ما گزینه‌های پوشش‌دهی مجدد AlTiN، TiSiN، AlCrN و DLC را ارائه می‌دهد.
جمع‌بندی
انتخاب پوشش از جنس قطعه کار شروع می‌شود: AlTiN یا AlCrN برای فولاد و چدن، AlCrN برای فولاد زنگ‌نزن و تیتانیوم، TiSiN برای فولاد سخت‌کاری‌شده و DLC یا ابزار بدون پوشش برای آلومینیوم، نقاط شروع مطمئنی هستند. اگر می‌خواهید ابزار و پوشش مناسب کاربرد خود را با ما انتخاب کنید، با ما تماس بگیرید: تلفن +90 216 394 41 10، واتس‌اپ +90 537 777 96 44، ایمیل info@geppetto-tr.com.
