Nanopārklājumi griezējinstrumentiem: izturība un nodilumizturība
Nanopārklājumi griezējinstrumentiem: izturība un nodilumizturība
Ievads
-
Mūsdienu metālapstrādei nepieciešama augsta precizitāte un stabilitāte
-
Asmeņu nodilums izraisa dīkstāves un detaļu brāķi
-
Risinājums: nanopārklājumi, kas būtiski pagarina instrumenta kalpošanas laiku
Kas ir nanopārklājumi?
-
Ļoti plāni (līdz desmitiem nanometru) daudzslāņu pārklājumi
-
Veidoti no nitrīdiem, karbīdiem, oksīdiem (PVD vai CVD metodes)
-
Līdz 7 slāņiem, katrs zem 100 nm
Nanopārklājumu priekšrocības
-
Lielāka nodilumizturība
-
Mazāks berzes koeficients
-
Noturība agresīvā vidē (ķīmija, karstums)
-
Instrumenta kalpošanas laiks x2–x5
Nanopārklājumu veidi
| Pārklājums | Sastāvs | Īpašības |
|---|---|---|
| TiAlN | Titāna-alumīnija nitrīds | Universāls, karstumizturīgs |
| AlTiN | Al vairāk nekā Ti | Lielam ātrumam |
| CrN | Hroma nitrīds | Laba izturība pret koroziju |
| DLC | Dimanta tipa ogleklis | Zema berze, ideāli krāsainiem metāliem |
| nACo® | TiAlN/Si₃N₄ nanokompozīts | Izturīgs pret karstumu un nodilumu |
Uzklāšanas tehnoloģijas
-
PVD — zema temperatūra, videi draudzīgs
-
CVD — labāk lieliem instrumentiem
-
Jaunumi: HiPIMS, ALD, nanoslāņu laminēšana
Piemēri
-
TiAlN: kalpošanas ilgums +300% nerūsējošam tēraudam
-
DLC: ideāli alumīnijam un varam
-
Inconel-718 apstrāde: lielāka padeve, mazāk vibrāciju
Pārklājuma izvēle
| Sagataves materiāls | Ieteicamais pārklājums |
|---|---|
| Oglekļa tērauds | TiAlN, AlTiN |
| Titāns un sakausējumi | nACo, AlTiN |
| Varš, alumīnijs | DLC, CrN |
| Karstumizturīgi sakausējumi | nACo, daudzslāņu AlTiN |
Nākotne
-
Pašatjaunojoši pārklājumi
-
Gudrie pārklājumi, kas reaģē uz slodzi
-
Kombinētie pārklājumi (PVD + ALD)
-
Nano-berzes kontrole
Secinājums
-
Nanopārklājumi samazina izmaksas un uzlabo procesa kvalitāti
-
Pareizs pārklājums = ilgāks darbs, mazāk bojājumu
-
Nākotne — ilgtspējīgi, adaptīvi risinājumi