Почему покрытие так важно
Две фрезы с одинаковой твердосплавной основой и одинаковой геометрией могут показать совершенно разную стойкость на одном и том же материале только потому, что у них разные покрытия. Покрытие – это тонкий защитный слой, который предохраняет режущую кромку от нагрева, износа и налипания стружки. Правильное покрытие позволяет повысить скорость резания и стойкость инструмента; неправильное почти ничего не даёт, а на некоторых материалах может даже усилить образование нароста.
Большинство покрытий на твердосплавных фрезах, свёрлах и развёртках наносится методом PVD (физическое осаждение из паровой фазы). Их толщина составляет всего несколько микрон, поэтому острота кромки в основном сохраняется. Однако важно помнить: покрытие не компенсирует неправильно выбранную геометрию или неподходящие режимы резания. Сначала выбирают тип инструмента и геометрию, затем – покрытие.
Как читать схему
На схеме в начале статьи строки – это покрытия, а столбцы – группы обрабатываемых материалов по ISO 513: P (сталь), M (нержавеющая сталь), K (чугун), N (алюминий и цветные металлы), S (титан и жаропрочные сплавы) и H (закалённая сталь). Закрашенный круг означает типичный первый выбор, кольцо – допустимый вариант, прочерк – сочетание, которое обычно не рекомендуется. Строка Ø обозначает инструмент без покрытия. Схема даёт общее направление; окончательный выбор делается по каталогу производителя инструмента и с учётом реальных условий обработки.
AlTiN: универсальное термостойкое покрытие
Благодаря высокому содержанию алюминия AlTiN (нитрид алюминия-титана) во время резания образует на поверхности защитный слой оксида алюминия. Этот слой отводит тепло от инструмента, поэтому AlTiN хорошо работает на высоких скоростях резания, а также при сухой обработке или с минимальной смазкой. Это распространённый выбор для углеродистых и легированных сталей и чугуна. Для алюминия его не рекомендуют: алюминий в покрытии имеет химическое сродство с заготовкой и может усиливать налипание.
AlCrN: вязкость и износостойкость
AlCrN (нитрид алюминия-хрома) сочетает высокую стойкость к окислению с хорошей вязкостью и износостойкостью. Оно ведёт себя стабильно при прерывистом резании, в условиях вибраций и при обработке с СОЖ. Поэтому его широко применяют для стали, нержавеющей стали и чугуна, а также для титановых сплавов. Это хорошая отправная точка для черновой обработки и для универсального инструмента, который должен работать по широкому кругу материалов.
TiSiN: закалённая сталь и штампы и пресс-формы
TiSiN (нитрид титана-кремния) благодаря нанокомпозитной структуре достигает очень высокой твёрдости. Он особенно хорош при фрезеровании закалённых сталей, в штамповом и пресс-формовом производстве и при высокоскоростной чистовой обработке. Обратная сторона высокой твёрдости – меньшая устойчивость к ударным нагрузкам по сравнению с AlCrN, поэтому лучшие результаты он даёт при надёжном закреплении, малом биении и жёстком станке.
DLC и инструмент без покрытия: алюминий и цветные металлы
При обработке алюминия главная проблема – не износ, а налипание стружки на режущую кромку. Низкий коэффициент трения покрытия DLC (алмазоподобный углерод) уменьшает налипание и даёт хорошие результаты на алюминии, медных сплавах и пластиках. Для чёрных металлов DLC не подходит: при высоких температурах углерод диффундирует в железо. Другой распространённый вариант для алюминия – твердосплавная фреза без покрытия с острой кромкой и полированными канавками.
Быстрый выбор по материалу
- Сталь (P): AlTiN или AlCrN.
- Нержавеющая сталь (M): AlCrN; важны вязкость и стойкость к налипанию.
- Чугун (K): AlTiN или AlCrN.
- Алюминий и цветные металлы (N): DLC или инструмент без покрытия с полированными канавками.
- Титан и жаропрочные сплавы (S): чаще всего AlCrN, при низкой скорости резания и обильной подаче СОЖ.
- Закалённая сталь (H): TiSiN.
Покрытие и режимы резания
Покрытие позволяет инструменту работать при более высоких температурах, но не даёт оснований произвольно повышать скорость резания. Берите начальные значения из каталога для своей группы материала и корректируйте их, наблюдая за характером износа. Быстрый износ по задней поверхности часто говорит о слишком высокой скорости резания, а выкрашивание кромки – о чрезмерной подаче, вибрациях или биении. Для быстрого расчёта оборотов и подачи воспользуйтесь нашим калькулятором режимов резания.
Повторное покрытие после переточки
При переточке твердосплавного инструмента покрытие на шлифуемых поверхностях снимается, и обнажается твёрдый сплав. Участок без покрытия не обеспечивает прежней производительности. Поэтому профессиональная переточка должна восстановить геометрию до исходных размеров, а затем включать подготовку кромки и нанесение нового покрытия. Контролируемое скругление кромки перед нанесением улучшает адгезию покрытия на кромке; об этом мы писали в статье о подготовке кромки методом Drag Finish.
Твердосплавные фрезы, свёрла и развёртки Geppetto в зависимости от серии поставляются с покрытием AlTiN, AlCrN или TiSiN либо без покрытия; серии представлены на странице продукции. В рамках нашей услуги переточки доступно повторное нанесение покрытий AlTiN, TiSiN, AlCrN и DLC.
Вывод
Выбор покрытия начинается с обрабатываемого материала: AlTiN или AlCrN для стали и чугуна, AlCrN для нержавеющей стали и титана, TiSiN для закалённой стали, DLC или инструмент без покрытия для алюминия – надёжные отправные точки. Если вы хотите подобрать инструмент и покрытие для своей задачи вместе с нами, свяжитесь с нами: телефон +90 216 394 41 10, WhatsApp +90 537 777 96 44, e-mail info@geppetto-tr.com.
