Co należy ocenić przed zakupem maszyny do powlekania PVD do narzędzi skrawających

Dlaczego maszyna do powlekania, a nie tylko powlekanie, decyduje o wydajności narzędzia

Każda powłoka PVD na narzędziu skrawającym zbudowana jest w ten sam sposób: komora jest pompowana w dół, wytwarzana jest plazma, materiał powłoki jest odparowywany ze źródła, a warstwa po atomie rośnie na powierzchni narzędzia. Jakość próżni i kontrola osadzania kształtują tę folię. Warstwa osadzona w pobliżu 5 × 10 ⁻³ Pa z niestabilnym zespołem pompującym nie będzie miał tej samej gęstości, co osad osadzony w pobliżu 5 × 10 ⁻⁴ Pa ze stabilnym pompowaniem. Dane dotyczące twardości dla TiN lub AlTiN zakładają gęstą warstwę; łuszczenie się podczas pracy jest prawie zawsze wadą przyczepności, która ma swój początek w komorze.

W przypadku narzędzi skrawających konsekwencje są bezpośrednie. Powłoki mają grubość od 2 do 4 µm, a różnica w powierzchni natarcia o pół mikrona zmienia geometrię krawędzi; rowek, na którym znajduje się więcej powłoki, powoduje bicie i wibracje pierwszej części. Dlatego maszyna do narzędzi musi zapewniać powtarzalne obciążenie, stabilną gęstość plazmy na stojaku i zapisy procesu na partię — nie tylko wysoki współczynnik osadzania .

Powlekanie jonowe łukiem lub rozpylanie magnetronowe: dwie drogi do różnych wyników

Większość powlekaczy narzędzi produkcyjnych opiera się na katodowym powlekaniu jonowym. Źródła łuku wytwarzają gęstą, silnie zjonizowaną plazmę, która tworzy powłoki o doskonałej przyczepności — właściwość, która ma największe znaczenie, gdy krawędź tnąca jest ładowana i rozładowywana tysiące razy na minutę. Kompromisem są makrocząstki: kropelki metalu mogą osadzać się w warstwie i powodować szorstkość, która skraca żywotność narzędzia w operacjach wykańczających. Filtrowane źródła łuku zmniejszają to zjawisko, ale kontrola kropel pozostaje kompromisem na poziomie systemu.

Rozpylanie magnetronowe pozwala całkowicie uniknąć kropel. Folie są gładsze i można je nakładać przy niższych temperaturach podłoża, co sprawdza się przy bardzo ostrych krawędziach. Wadą jest wolniejsze tempo osadzania, a gęstość folii zależy w dużym stopniu od naprężenia zastosowanego do stojaka narzędziowego. Właśnie dlatego kilka średniej wielkości maszyn łączy źródła łuku i katody napylające w jednej komorze, umożliwiając narzędziowni obsługę partii AlTiN i napylanych DLC bez konieczności posiadania dwóch systemów.

Powłoka narzędzia tnącego nie jest warstwą powierzchniową; jest to powierzchnia styku. Jeśli nie jest gęsty, jednolity i dobrze przylegający, krawędź zostanie naruszona, zanim wrzeciono się obróci.

Co należy sprawdzić przed wprowadzeniem maszyny do powlekania PVD do narzędziowni

Urządzenie do powlekania to zespół podsystemów, który musi spełniać specyfikacje setek partii. Zacznij od pakietu próżniowego: pompy dyfuzyjne są solidne i ekonomiczne, podczas gdy pompy turbomolekularne zapewniają czystszą, wysoką próżnię i krótsze cykle za wyższą cenę. W przypadku powlekania narzędzi nacisk podstawowy powinien wynosić poniżej 5 × 10 ⁻³ Pa, przy powtarzalnym czasie odpompowania – każda dodatkowa minuta to bezpośredni koszt partii.

1. Poproś o dane dotyczące szybkości wycieku. Niewielka nieszczelność, która pojawia się po sześciu miesiącach, jest najczęstszą przyczyną szarości lub nieprzylegania powłok.
2. Sprawdź równomierność ogrzewania. Krawędzie narzędzi są wrażliwe na ciepło, a stojak, który nagrzewa się nierównomiernie, wytwarza mieszaną partię.
3. Sprawdź mocowanie i rotację. Uchwyty narzędziowe muszą utrzymywać krawędzie wystawione na działanie plazmy; obrót planet pozwala uniknąć zacienionych fletów.
4. Zapisy procesów zapotrzebowania. Przechowywanie receptur, monitorowanie polaryzacji i prądu łuku oraz rejestrowanie alarmów są niezbędne do powlekania narzędzi.
5. Najpierw zaplanuj linię czyszczenia. Przyczepność rozpoczyna się od odtłuszczenia; czyszczenie ultradźwiękowe i suszenie należą do decyzji maszyny.

Praktycznym punktem wyjścia jest nauka jak doświadczone narzędziownie podchodzą do procesu selekcji przed porównaniem ofert. Różnica między maszyną, która przeszła akceptację, a maszyną, która działa latami, zwykle widać w tych szczegółach.

Jeśli w Twojej produkcji dominują wiertła, frezy palcowe i frezy, specjalnie skonstruowana próżniowa maszyna do powlekania narzędzi skrawających ze źródłami łuku i uchwytami na długość narzędzia jest zwykle bardziej bezpośrednią odpowiedzią niż powlekarka dekoracyjna.

Maszyna do powlekania łukowego próżniowego narzędzi skrawających Specjalnie zaprojektowana powlekarka ze źródłami łuku i uchwytami dostosowanymi do długości narzędzia obsługuje TiN, AlTiN i inne twarde powłoki na wiertarkach i frezach palcowych, pasując do warsztatów zajmujących się obróbką stali i żeliwa. Zobacz produkt →

Dopasuj maszynę do faktycznie stosowanego asortymentu powłok

Wypisz powłoki, które stosujesz dzisiaj i te, które planujesz w przyszłym roku. Warsztaty zajmujące się obróbką stali i żeliwa wykonują większość zadań związanych z TiN i AlTiN ze źródeł łukowych. Stopy tytanu i superstopy żaroodporne przesuwają specyfikację w stronę AlTiN lub AlCrN z dużym odchyleniem podłoża. Obróbka aluminium i miedzi nagradza DLC lub innymi foliami o niskim współczynniku tarcia, które zwykle wymagają źródła węgla lub dedykowanej konfiguracji napylania.

DLC to najbardziej pożądana druga powłoka wśród narzędziowni posiadających pierwszą powłokę. To nie jest po prostu ciemna warstwa: jej niskie tarcie eliminuje narost na krawędzi podczas cięcia aluminium, tworzyw sztucznych i kompozytów. Ale okno procesu jest węższe niż w przypadku TiN. Twarde DLC wymaga stabilnej kontroli prekursora węgla i ostrożnego bombardowania jonami podczas zarodkowania; w przeciwnym razie folia pozostaje grafitowa i zapewnia niewielką ochronę przed zużyciem.

System powlekania próżniowego twardą folią DLC Ten system PVD/PECVD osadza warstwy amorficznego węgla o niskim współczynniku tarcia na aluminium, tworzywach sztucznych i kompozytach. Dotyczy wąskiego okna procesowego dla twardego DLC ze stabilną kontrolą prekursora węgla. Zobacz produkt →

Przed wybraniem rozmiaru komory przejrzyj oczekiwaną mieszankę powłokową z dostawcą sprzętu. Maszyna do obróbki twardych powierzchni, która łączy źródła łuku i rozpylania, umożliwia przełączanie pomiędzy powłokami metalurgicznymi i powłokami na bazie węgla w ramach jednego procesu, co poprawia stopień załadunku każdej partii.

Maszyna do powlekania twardych powierzchni PVD do narzędzi Połączona platforma łukowa i napylania, która obsługuje folie metalurgiczne i węglowe w jednym procesie. Przydatne do porównywania projektów komór i układów osprzętu podczas oceny rocznych materiałów eksploatacyjnych. Zobacz produkt →

Prawdziwy koszt powlekarki narzędzi skrawających nie jest ceną zakupu

Maszyna do powlekania PVD to zakup kapitałowy, ale jej roczny koszt obejmuje cele, gaz procesowy, energię elektryczną, olej do pompy próżniowej i konserwację. Cele z tytanu i aluminium zużywają się w stałym tempie; chrom i grafit zachowują się inaczej. Reaktywne osadzanie powoduje szybszą degradację oleju pompy dyfuzyjnej, a katody napylające wymagają okresowej regeneracji. Zapytaj o zużycie na partię i porównaj liczby na swojej krótkiej liście; a asortyment maszyn do powlekania narzędzi i form jest przydatny przy porównywaniu projektów komór i układów osprzętu.

Wydajność jest również częścią kosztów: powlekarka, która wymaga czterech godzin odpompowania przed każdą trzygodzinną pracą, zmusza warsztat pracujący na dwie zmiany do poświęcenia wydajności. Czas odpompowania i stopień wycieku są liczbami wydajności , a nie szczegóły techniczne.