.png){kind=logo}
CNC CUTTING TOOLS COATINGS: LỚP PHỦ DAO CỤ CNC
CÔNG DỤNG CỦA TỪNG LOẠI LỚP PHỦ TRÊN DAO CỤ CNC
Các lớp phủ coating có những đặc điểm khác nhau được ứng dụng cho các vật liệu gia công khác nhau. Lớp phủ giúp giảm ma sát, tăng độ cứng bề mặt, độ bền và tuổi thọ dụng cụ, trong các ứng dụng và điều kiện làm việc khác nhau.
Bạn có đang tìm cách cải thiện hiệu suất dụng cụ cắt của mình không??
Trong bài viết này, Atronics cùng bạn tìm hiểu về các loại lớp phủ, đặc điểm và ứng dụng của lớp phủ trong gia công CNC nhé!
Đặc điểm và công dụng của từng loại lớp phủ trên bề mặt dao cụ CNC
I. TỔNG QUAN VỀ LỚP PHỦ DAO CỤ CNC
Công nghệ phủ bề mặt công cụ là một phương pháp sửa đổi bề mặt được phát triển để đáp ứng nhu cầu thị trường. Kể từ khi được giới thiệu vào những năm 1960, nó đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất dụng cụ cắt kim loại . Sự ra đời của công nghệ xử lý cắt tốc độ cao đã dẫn đến sự phát triển và ứng dụng nhanh chóng của công nghệ phủ, khiến nó trở thành một khía cạnh quan trọng của sản xuất dụng cụ cắt tốc độ cao.
Công nghệ này liên quan đến việc hình thành một màng mỏng trên bề mặt dụng cụ thông qua các phương pháp hóa học hoặc vật lý, mang lại hiệu suất cắt toàn diện tuyệt vời, đáp ứng các yêu cầu cắt tốc độ cao.
► Tóm lại, công nghệ phủ bề mặt dụng cụ cắt có những đặc điểm sau:
- Lớp phủ làm tăng độ cứng của bề mặt dụng cụ mà không ảnh hưởng đến độ bền của nó, với độ cứng có thể đạt được hiện tại là gần 100GPa.
- Với sự tiến bộ của công nghệ phủ, tính ổn định hóa học và khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao của màng đã trở nên rõ rệt hơn, giúp cho việc cắt tốc độ cao trở nên tốt hơn.
- Là bước cuối cùng trong quá trình sản xuất dụng cụ, công nghệ phủ có tác động tối thiểu đến độ chính xác của dụng cụ và có thể được lặp lại.
► Việc sử dụng các dụng cụ cắt có lớp phủ mang lại một số lợi ích, bao gồm:
- Cải thiện đáng kể tuổi thọ của dụng cụ cắt.
- Nâng cao hiệu quả cắt.
- Cải thiện đáng kể chất lượng bề mặt của công việc được xử lý.
- Giảm tiêu thụ vật liệu công cụ và chi phí xử lý.
- Sử dụng ít chất lỏng làm mát hơn, dẫn đến tiết kiệm chi phí và cải thiện bảo vệ môi trường.
- Việc xử lý bề mặt thích hợp cho các dụng cụ cắt có thể giúp tăng tuổi thọ của dụng cụ, rút ngắn thời gian chu kỳ xử lý và cải thiện chất lượng của các bề mặt được xử lý.
Tuy nhiên, việc chọn lớp phủ công cụ phù hợp để đáp ứng nhu cầu xử lý cụ thể có thể là một nhiệm vụ phức tạp và tốn thời gian. Mỗi lớp phủ có những ưu điểm và nhược điểm riêng trong việc cắt. Sử dụng lớp phủ không phù hợp có thể dẫn đến tuổi thọ của dụng cụ ngắn hơn so với dụng cụ không có lớp phủ và thậm chí gây ra các vấn đề khác.
Có rất nhiều loại lớp phủ công cụ có sẵn trên thị trường, bao gồm lớp phủ PVD, lớp phủ CVD và lớp phủ composite xen kẽ giữa PVD và CVD. Những lớp phủ này có thể dễ dàng kiếm được từ các nhà sản xuất dụng cụ hoặc nhà cung cấp lớp phủ.
Bài viết này sẽ cung cấp tổng quan về các đặc tính phổ biến của lớp phủ công cụ và nêu bật một số tùy chọn lớp phủ PVD và CVD phổ biến. Các đặc điểm của mỗi lớp phủ đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định lớp phủ nào phù hợp nhất để cắt.
Dao phay ngón các lọai
Ⅱ. LỚP PHỦ ĐƯỢC SỬ DỤNG PHỔ BIẾN TRÊN THỊ TRƯỜNG
1. Lớp phủ Titan Nitrua (TiN)
Lớp phủ TiN là lớp phủ PVD thường được sử dụng có thể tăng cường độ cứng của dụng cụ và có khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao. Lớp phủ này được sử dụng trong các công cụ cắt thép tốc độ cao hoặc các công cụ tạo hình để đạt được kết quả xử lý tối ưu.
2. Lớp phủ crom nitrua (CrN)
Lớp phủ CrN rất được ưa chuộng do đặc tính chống bám dính tuyệt vời của nó, làm cho nó trở thành lớp phủ ưa thích cho các quy trình thường tạo ra cạnh tích hợp. Sau khi được áp dụng, lớp phủ gần như vô hình này cải thiện đáng kể hiệu suất xử lý của các công cụ thép tốc độ cao, công cụ cacbua và công cụ tạo hình.
3. Lớp phủ kim cương (Diamond)
Lớp phủ kim cương CVD là sự lựa chọn tốt nhất cho các dụng cụ cắt được sử dụng trong quá trình gia công vật liệu kim loại màu. Nó cung cấp hiệu suất tuyệt vời khi cắt than chì, vật liệu tổng hợp ma trận kim loại (MMC), hợp kim nhôm silicon cao và các vật liệu mài mòn cao khác.
(Xin lưu ý rằng không thể sử dụng các dụng cụ được phủ kim cương nguyên chất để gia công các bộ phận bằng thép vì nhiệt cắt cao sinh ra trong quá trình gia công gây ra phản ứng hóa học làm hỏng lớp bám dính giữa lớp phủ và dụng cụ.)
Các lớp phủ thích hợp cho phay cứng, ta rô và khoan là duy nhất và có các ứng dụng cụ thể tương ứng. Ngoài ra, cũng có thể sử dụng các lớp phủ nhiều lớp, bao gồm các lớp phủ khác nằm giữa lớp bề mặt và đế dụng cụ, giúp kéo dài tuổi thọ của dụng cụ.
4. Lớp phủ cacbua titan nitơ (TiCN)
Việc bổ sung các nguyên tố carbon trong lớp phủ TiCN giúp tăng cường độ cứng của dụng cụ và cải thiện khả năng bôi trơn bề mặt. Lớp phủ này là lý tưởng cho các công cụ phay thép tốc độ cao.
5. Lớp phủ nhôm nitrua titan hoặc nhôm nitrua (TiAlN/AlTiN)
Lớp alumin hình thành trong lớp phủ TiAlN/AlTiN giúp cải thiện đáng kể tuổi thọ gia công ở nhiệt độ cao của dụng cụ. Lớp phủ này phù hợp với các dụng cụ cacbua chủ yếu được sử dụng để cắt khô hoặc bán khô.
Tỷ lệ nhôm với titan trong lớp phủ xác định độ cứng bề mặt của lớp phủ, với lớp phủ AlTiN mang lại độ cứng bề mặt cao hơn lớp phủ TiAlN. Do đó, nó là một lựa chọn khả thi trong lĩnh vực gia công tốc độ cao.
Bảng mô tả lớp phủ dao cụ CNC
III. ĐẶC ĐIỂM CỦA LỚP PHỦ
1. Về độ cứng
Độ cứng bề mặt cao là một phương pháp đáng tin cậy để cải thiện tuổi thọ của dụng cụ. Nói chung, vật liệu hoặc bề mặt càng cứng thì tuổi thọ của dụng cụ càng lâu. Lớp phủ titan cacbua nitrua (TiCN) có độ cứng cao hơn lớp phủ titan nitrua (TiN). Độ cứng của lớp phủ TiCN tăng 33% do hàm lượng cacbon tăng lên, với dải độ cứng xấp xỉ HV3000-4000 (thay đổi tùy theo nhà sản xuất).
Lớp phủ kim cương CVD với độ cứng bề mặt lên đến HV9000 đã trở nên phổ biến hơn trong các ứng dụng dụng cụ, dẫn đến tuổi thọ dụng cụ tăng gấp 10-20 lần so với các dụng cụ được phủ PVD. Độ cứng cao và tốc độ cắt của lớp phủ kim cương, có thể gấp 2 đến 3 lần so với các dụng cụ không được phủ, làm cho nó trở thành lựa chọn tuyệt vời để cắt các vật liệu kim loại màu.
2. Nhiệt độ oxy hóa
Nhiệt độ oxy hóa đề cập đến nhiệt độ mà lớp phủ bắt đầu bị phá vỡ. Nhiệt độ oxy hóa càng cao thì càng tốt khi cắt ở nhiệt độ cao.
Mặc dù lớp phủ TiAlN có thể có độ cứng thấp hơn ở nhiệt độ phòng so với lớp phủ TiCN, nhưng nó hiệu quả hơn nhiều trong quá trình xử lý ở nhiệt độ cao. Lý do cho điều này là một lớp nhôm oxit có thể hình thành giữa dụng cụ và phoi, giúp truyền nhiệt từ dụng cụ sang phôi hoặc phoi, do đó giữ được độ cứng của lớp phủ TiAlN ở nhiệt độ cao.
Các công cụ cacbua thường cắt nhanh hơn các công cụ HSS, làm cho TiAlN trở thành lớp phủ ưa thích cho các công cụ cacbua. Mũi khoan cacbua và dao phay ngón thường sử dụng lớp phủ PVD-TiAlN.
3. Chịu mài mòn
Khả năng chống mài mòn đề cập đến khả năng chịu mài mòn của lớp phủ. Mặc dù một số vật liệu phôi gia công có thể không cứng tự nhiên, nhưng các yếu tố được thêm vào trong quá trình sản xuất và phương pháp xử lý có thể khiến lưỡi cắt của dụng cụ bị sứt mẻ hoặc xỉn màu.
4 . Độ bôi trơn bề mặt
Hệ số ma sát cao làm tăng nhiệt cắt, rút ngắn hoặc làm giảm tuổi thọ của lớp phủ, trong khi hệ số ma sát thấp hơn giúp kéo dài đáng kể tuổi thọ của dụng cụ.
Bề mặt được phủ mịn, nhẵn hoặc có kết cấu đều đặn làm giảm nhiệt cắt vì nó cho phép phoi trượt nhanh khỏi mặt trước của dao cắt, do đó làm giảm sinh nhiệt. Các dụng cụ có lớp phủ với khả năng bôi trơn bề mặt được cải thiện cũng có thể được gia công ở tốc độ cắt cao hơn so với các dụng cụ không có lớp phủ, tiếp tục ngăn chặn mối hàn ở nhiệt độ cao với vật liệu phôi.
5. Độ kháng bám dính
Đặc tính chống bám dính của lớp phủ ngăn ngừa hoặc làm giảm phản ứng hóa học giữa dụng cụ và vật liệu đang được xử lý và ngăn chặn sự lắng đọng của vật liệu phôi trên dụng cụ.
Trong quá trình gia công kim loại màu (chẳng hạn như nhôm và đồng thau), các gờ tích tụ (BUE) thường xuất hiện trên dụng cụ, dẫn đến sứt mẻ dụng cụ hoặc phôi gia công quá khổ. Khi vật liệu bắt đầu dính vào dụng cụ, độ bám dính sẽ tiếp tục mở rộng. Ví dụ, khi gia công phôi nhôm bằng vòi định hình, nhôm bám vào vòi sau mỗi lỗ được xử lý sẽ tăng lên, cuối cùng làm cho đường kính vòi trở nên quá lớn và dẫn đến phôi gia công vượt quá dung sai phải được loại bỏ.
Lớp phủ có đặc tính chống bám dính tốt có thể hiệu quả ngay cả trong trường hợp hiệu suất của chất làm mát kém hoặc nồng độ không đủ.
Độ cứng của các loại lớp phủ CNC
IV. ỨNG DỤNG CỦA TỪNG LOẠI LỚP PHỦ
- Hiệu quả chi phí của các ứng dụng lớp phủ có thể phụ thuộc vào một số yếu tố, nhưng đối với từng ứng dụng xử lý cụ thể, thường chỉ có một số tùy chọn lớp phủ khả thi. Chọn đúng lớp phủ và các đặc tính của nó có thể tạo ra sự khác biệt đáng kể về khả năng xử lý, trong khi lựa chọn sai có thể dẫn đến cải thiện tối thiểu
- Độ sâu cắt, tốc độ và chất làm mát được sử dụng đều có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của lớp phủ dụng cụ. Để xác định lớp phủ tốt nhất cho một ứng dụng cụ thể, cắt thử thường là phương pháp hiệu quả nhất.
- Các nhà cung cấp lớp phủ không ngừng phát triển các lớp phủ mới để tăng cường khả năng chống nóng, ma sát và chống mài mòn. Sẽ rất hữu ích khi làm việc với các nhà sản xuất lớp phủ (công cụ) để đánh giá các lớp phủ công cụ mới nhất và tiên tiến nhất cho các ứng dụng gia công.
- Các lớp phủ phay cứng, tarô và khoan CNC đều khác nhau và dành riêng cho từng ứng dụng. Các lớp phủ nhiều lớp cũng có sẵn, lớp này sẽ mài mòn lớp tiếp theo chứ không phải bề mặt dụng cụ. Các công cụ được phủ có tuổi thọ cao hơn, điều đó có nghĩa là tổng chi phí của chúng thấp hơn nhiều. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các dụng cụ được phủ giúp giảm chi phí thay thế các dụng cụ, đặc biệt là khi chúng ít có khả năng bị hỏng trong quá trình vận hành. Chọn lớp phủ phù hợp sẽ giảm thời gian chu kỳ và tăng tuổi thọ tổng thể, cho dù lớp phủ được áp dụng trong quá trình sản xuất ban đầu, trong quá trình mài lại hay cả hai.
► Hãy liên hệ ngay cho chúng tôi qua hotline/zalo sau: 0901.391.099 (Mr. Giác) or 0976.150.240 (Ms. Hạnh) để được hỗ trợ tư vấn nhanh nhất nhé!