Тенденції в технології покриття інструменту
Dec 20, 2017| Першим досліджуваним ринком є ринок покриття інструменту. Удосконалення інструменту є результатом декількох модернізованих функцій залежно від використання інструмента. Твердість, стійкість до температури та контакт між інструментом та матеріалом, що потребують різання або формування, можуть мати позитивний вплив. У деяких випадках інструменти, що покриваються, можуть реалізувати ресурс інструменту, який у десять разів довший, ніж інструменти без покриття. Важливою тенденцією, що впливає на нанесення інструментів, є вирубка легких матеріалів. У автомобільній промисловості легкі матеріали вибираються через меншу витрату палива та менше викидів CO 2. У результаті такі матеріали, як алюміній, магній та карбонові пластмаси, набувають все більшого значення. Окрім зменшеної ваги, ці матеріали мають одну спільну рису - вони мають тенденцію дотримуватися ріжучого інструменту, що призводить до коротшого терміну служби інструменту. Ця тенденція стимулювала розвиток покриття DLC, яке є безводним алмазом, як вуглецеве покриття з низьким коефіцієнтом тертя.
Crossover Tribological Applications
Це практичний приклад кросоверного розвитку, що виник з трибології та застосовується на ринку покриття інструменту. У трибологічному застосуванні це безводне алмазоподібне вуглецеве (DLC) покриття використовується для зменшення зносу та тертя. Застосовуючись до інструментальної промисловості, покриття DLC виявилися надзвичайно придатними для різання легких металів та пластмас з армованими волокнами, які, як правило, дотримуються інструменту. Покриття Ta-C для інструментів набагато тонше, з типовим шаром товщиною 0,5 мкм. З покриттям DLC можна значно збільшити термін служби інструменту. Покриття наносяться технологією наплавлення дуги, використовуючи кругові дугові катоди, що гарантує сильне зчеплення самого покриття.
Ефективність витрат
У кожній галузі економічна ефективність - це рушійний фактор, який потребує постійної уваги. Інструментальна галузь не є винятком. Вартість покриттів для інструментів - це лише невелика частина загальної вартості інструменту, але оскільки процес покриття знаходиться в кінці виробничої лінії, дуже важливо, щоб покриття було високої якості. Тому в інструментальному покритті надійність є такою ж важливою фактором як витрати. Після розробки нової технології дугового дугового зварювання для осадження нітридних покриттів компанії будуть зосереджені на тому, щоб зробити багато факторів співвідношення вартості більш ефективними, ніж будь-коли раніше. Характеристики будуть короткі періоди, висока цільова ефективність та гладкі покриття, які потребують мінімальної післяопераційної обробки. Зміна еталонних покриттів відбувається зараз, коли перевірені технології були розширені за допомогою високофункціонального покриття AlCrN для плити, що використовуються при різанні зубців.
Стійкість
Усвідомлення стабільних методів виробництва стає все більш і більш популярним, а також у галузі інструменту та суміжних галузях вгору та вниз по ланцюжку постачання. Важливими факторами тут є майбутнє дефіцит сировини, споживання енергії, відновлюваних джерел енергії, токсичності матеріалів та переробки в біологічних або промислових колах. У галузі інструментів деякі відповіді на ці виклики знаходяться в більш високій швидкості інструменту та швидкості подачі. Деякі інструменти з покриттям дозволяють досягти не тільки довшої довжини різання, а також більшої глибини різання на контакт, що дозволяє економити час та енергію на шляху. Вирішує швидкість подачі лічильників на хвилину. Іншою тенденцією, яка зумовлена стійкістю, а також економічною ефективністю, є менше використання охолоджувальних рідин. Змащення сухим різанням або мінімальною кількістю (MQL) є тенденцією, що призводить до підвищеної температури ріжучих країв інструменту та, отже, до необхідності поліпшення окислювального опору.
Температурна стійкість
Тенденції в індустрії інструментів - все це пов'язано. Тенденції підвищення ефективності витрат та екологічної обізнаності призводять до зменшення використання охолоджувальних рідин, що, в свою чергу, призводить до підвищення температури під час різання. Індустрія відповідає за іншим вибором компонентних матеріалів та покриттів, які можуть витримувати високі температури. Композиційні матеріали, такі як сплави титану (Ti) та нікелю (Ni), важко вирізати через їх прилипання та твердість, однак та-C покриття не дасть тут ніяких рішень через максимальну робочу температуру близько 500 ° С. Таким чином, нітридові покриття є кращим рішенням. Вони можуть функціонувати при робочих температурних рівнях до 1100 ° С або навіть 1500 ° С (табл. 1). Запропоноване розроблення було зроблено для адаптації покриттів, виготовлених за технологією кругової дуги, до спеціальних застосувань, таких як високошвидкісна фрезерування та обробка шліфуванням. Для різання титану, TiAlN покриття, вироблене за допомогою спеціальної технології кругової дуги, може дати чудові результати. Крім того, існують розробки, що стосуються кремнієвих нанокомпозитних покриттів та точного настроювання AlTiN для конкретних застосувань.
Висновок
Тенденції на інструментальних, трибологічних та декоративних ринках дають багато можливостей для технології покриття PVD та PACVD. Багато досліджень та розробок здійснюється командами, що складаються з виробників покриттів обладнання, університетів та промисловості для вдосконалення та оптимізації покриттів. Додаткову увагу слід приділяти перехрестям між різними ринками. Досвід від однієї програми може дати великий внесок для подальшого розвитку технологій та рішень для покриття для іншої програми, іноді на абсолютно іншому ринку. Кроссоверы можуть значно прискорити розвиток.