21 tháng 2, 2019

Cần phải chú ý đến ba yếu tố hạn chế hao mòn dụng cụ cắt gọt

Từ khía cạnh gia công kim loại, để hạn chế hao mòn dụng cụ cắt gọt quá mức và chịu nhiệt độ cao, cần phải chú ý đến ba yếu tố chủ yếu là vật liệu nền, vật liệu phủ và việc chuẩn bị lưỡi cắt. Mỗi yếu tố chịu trách nhiệm cho sự thành công hay thất bại của việc cắt gọt kim loại. Ba yếu tố này, cùng với cơ cấu bẻ phoi trên dao và bán kính cong mũi dao, xác định sự thích hợp của mỗi dao cắt đối với chi tiết gia công hoặc ứng dụng thích hợp. Sự kết hợp cả ba yếu tố này bảo đảm cho dao có một độ bền cao, mà rốt cuộc sẽ chuyển thành hiệu quả kinh tế khi gia công và đạt được hiệu suất tin cậy.

Cần phải chú ý đến ba yếu tố hạn chế hao mòn dụng cụ cắt gọt

Vật liệu nền
Các dao phay làm bằng các-bít Vônfram (tungsten carbide) bao gồm một sự kết hợp của độ cứng và độ dai, chúng được sử dụng cho nhiều ứng dụng cắt gọt khác nhau. Các nhà chế tạo dao cắt thậm chí có thể làm biến đổi vật liệu nền bằng cách làm thay đổi độ hạt của Vônfram với cỡ hạt từ 1 đến 5 micrômét. Độ hạt đóng vai trò hết sức quan trọng trong hiệu suất gia công. Độ hạt càng mịn (siêu hiển vi) thì tính chống mài mòn càng cao, và ngược lại, độ hạt càng lớn thì độ dẻo càng cao. Các chất nền có độ hạt mịn chủ yếu được sử dụng để làm các mảnh hợp kim để gia công các vật liệu ngành hàng không như titan, inconel và các hợp kim có độ bền cao.

Ngoài ra, việc thay đổi thành phần cô-ban từ 6 lên 12% có một ảnh hưởng trực tiếp lên vật liệu nền, làm cho độ dai của vật liệu nền tăng lên đáng kể. Vì thế, hàm lượng của hợp chất có thể được điều chỉnh để đáp ứng cho bất kỳ ứng dụng gia công kim loại cụ thể nào, bất kể chúng yêu cầu về độ dai hay tính chống mòn.

Chất lượng vật liệu nền có thể được cải thiện bằng cách làm giàu lớp cô-ban gần kề bề mặt ngoài hoặc bằng cách thêm một cách chọn lọc các loại nguyên tố hợp kim khác vào hợp chất các-bít vônfram, như các-bít titan (titanium carbide-TiC), các-bít vanadi (vanadium carbide – VC), Các-bít Niobi (niobium carbide – NbC). Lớp cô-ban gia tăng đáng kể độ bền lưỡi cắt và do đó thực hiện cực tốt các nguyên công gia công thô và gia công gián đoạn. Thêm vào đó, 5 tính chất khác của vật liệu nền – đó là độ dai, độ bền va đập, độ bền nén, độ cứng và tính chống sốc nhiệt – cần phải được tính đến khi lựa chọn vật liệu nền thích hợp để hợp với vật liệu chi tiết gia công và yêu cầu gia công cụ thể.

Các kỹ sư nghiên cứu và phát triển của ISCAR đã thay đổi hợp chất nền trong các mảnh hợp kim mới có tên SUMO TEC của họ để cải thiện hơn nữa hiệu suất. Các loại mảnh hợp kim cho gia công thép có đặc điểm là vật liệu nền có độ bền lớn hơn biến dạng dẻo, điều này làm giảm các nguồn gây nứt tế vi khác trong các lớp phủ mảnh hợp kim giòn. Một chất nền hoàn toàn mới để gia công gang mang lại những cải tiến tương tự cho ứng dụng đó.

Cần phải chú ý đến ba yếu tố hạn chế hao mòn dụng cụ cắt gọt - 2

Công nghệ phủ
Các công nghệ phủ hiện tại có mặt trên thị trường bao gồm:
  • Phủ Titanium Nitride (TiN) — phủ PVD công dụng chung, lớp phủ này làm tăng độ cứng và nhiệt độ ô xy hóa cao.
  • Phủ Titanium Carbo-Nitride (TiCN) — lượng các bon thêm vào góp phần tăng độ cứng và bôi trơn bề mặt của lớp phủ.
  • Phủ Titanium Aluminum Nitride (TiAlN hoặc AlTiN) — bao gồm một lớp ôxýt nhôm giúp nâng cao tuổi thọ của dao cho các ứng dụng sinh nhiệt mạnh mẽ. Được sử dụng trong trường hợp đặc biệt khi áp dụng gia công khô hoặc gần khô. Dao có lớp phủ AlTiN có độ bền bề mặt cao hơn, so sánh với dao có lớp phủ TiAlN, nhờ vào biến thiên tỷ lệ phần trăm được sử dụng trong hợp chất nhôm/titan. Tùy chọn này rất phổ biến cho các ứng dụng gia công cao tốc.
  • Phủ Chromium Nitride (CrN) — lớp phủ này có ưu điểm nhờ vào các tính chất chống dính của nó, nó là một giải pháp được ưa thích cho việc chống lại hiện tượng lẹo dao.
  • Phủ kim cương — cho hiệu suất gia công tốt nhất khi gia công vật liệu không chứa sắt. Đặc biệt lý tưởng để gia công graphit, composit nền kim loại, nhôm có thành phần silicon cao và các loại vật liệu mài. Hoàn toàn không phù hợp cho gia công thép, vì các phản ứng hóa học làm phá hủy liên kết lớp phủ với chất nền.
Bằng cách phân tích các phát triển về phủ vật liệu trong những năm gần đây, sự tăng trưởng về nhu cầu thị trường có thể được phản ảnh bởi sự ưu ái các dụng cụ phủ PVD gây bất lợi cho dụng cụ phủ CVD. Bề dày của lớp phủ CVD thay đổi từ 5-15 ìm, so với phủ PVD thì chiều dày lớp phủ dao động trong khoảng 2 -6 ìm. Phủ CVD tạo ứng suất kéo khi được áp dụng trên bề mặt vật liệu nền, tương phản với phủ PVD dễ tạo ứng suất nén trên vật liệu nền. Mỗi nhân tố trong các nhân tố này có một ảnh hưởng to lớn lên lưỡi cắt và đặc biệt lên hiệu suất của dao khi gia công liên tục hoặc gián đoạn. Việc cho vào quá trình phủ các nguyên tố hợp kim mới cũng giúp cho việc liên kết các lớp phủ, cũng như cải thiện các tính chất phủ.

Gần đây ISCAR đã tuyên bố công khai công nghệ xử lý độc nhất vô nhị của họ có tên 3P SUMO TEC, công nghệ này cải thiện độ dai, độ trơn láng và tính chống mẻ của phủ PVD và CVD. Công nghệ SUMO TEC cũng làm giảm ma sát và vì thế cũng làm giảm tiêu hao năng lượng trong khi nâng cao tính chống lẹo dao.

Quá trình độc nhất vô nhị này làm giảm các vết nứt trên bề mặt mảnh hợp kim vì độ co khác nhau khi mảnh hợp kim nguội đi sau khi phủ CVD. Tương tự, quá trình này loại bỏ những giọt vật liệu không mong muốn trên bề mặt phủ sinh ra trong quá trình phủ PVD. Do đó kết quả cuối cùng là có được một bề mặt trơn láng hơn, từ đó mảnh hợp kim nguội hơn khi gia công, tuổi thọ dài hơn, quá trình thoát phoi dễ dàng hơn và quá trình cắt gọt nhanh hơn về cơ bản.

Một sự cách tân khác từ dao của ISCAR là công nghệ DO-TEC, một phát triển của công nghệ phủ kết hợp phủ PVD một lớp TIAIN trên lớp phủ MTCVD Al2O3. Sự kết hợp này mang lại nhiều lợi ích cho người tiêu dùng như đạt được tốc độ cắt từ trung bình đến cao khi gia công nhiều loại gang khác nhau, với tính chống mẻ dao cao và tính chống mòn cao.


Chuẩn bị lưỡi cắt
Việc chuẩn bị lưỡi cắt (bo cạnh) trong nhiều trường hợp quyết định sự khác biệt giữa gia công thành công hay thất bại. Các thông số bo cạnh được quyết định tùy vào ứng dụng dự tính thực hiện. Ví dụ khi gia công tinh cao tốc thép yêu cầu một sự chuẩn bị lưỡi cắt hoàn toàn khác so với lưỡi cắt được sử dụng cho gia công thô.
Nói chung, khi tiện liên tục thì yêu cầu bo cạnh với bán kính đáng kể, cũng như khi phay hầu hết thép và gang. Đối với quá trình cắt gián đoạn khốc liệt, lưỡi cắt được bo với bán kính lớn hoặc vát mép lưỡi cắt (kiểu T-land) là một điều kiện tiên quyết.

Trái lại, đặc điểm bo cạnh bán kính bé và lưỡi cắt sắc được yêu cầu cho các mảnh hợp kim dùng để gia công thép không rỉ hoặc hợp kim có độ bền nhiệt cao, vì chúng có xu hướng tạo lẹo dao. Tương tự, lưỡi cắt sắc cũng được dùng cho gia công nhôm.

Về mặt hình dáng hình học, ISCAR có rất nhiều mảnh hợp kim sử dụng lưỡi cắt xoắn – biên dạng của lưỡi cắt là một đường cong xoắn trên một mặt trụ theo hướng đồng trục. Hướng xoắn tương tự như xoắn trôn ốc. Một trong những lợi ích của kiểu thiết kế xoắn ốc là quá trình cắt gọt diễn ra êm hơn, làm giảm rung động và tạo bề mặt đẹp hơn. Thêm vào đó, lưỡi cắt xoắn cho phép chịu tải lớn hơn khi cắt và vì thế cắt được một lượng vật liệu lớn hơn trong khi đó lại giảm được ứng suất. Một ưu điểm khác của lưỡi cắt xoắn là tuổi thọ của dao dài hơn, sở dĩ đạt được điều này là vì nhiệt và áp lực trên dao giảm.


Xem thêm:

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ HOÀNG UYÊN
  • Phấn đấu là nhà phân phối chuyên nghiệp và uy tín tại thị trường Việt Nam, Hutscom luôn luôn nổ lực hết mình cho mục tiêu cao cả này cùng với chất lượng, giải pháp tối ưu và cải tiến liên tục là ưu tiên hàng đầu của chúng tôi, Quý khách vui lòng liên hệ ngay hotline của chúng tôi, nhân viên của chúng tôi sẵn sàng tư vấn nhiệt tình nhất.
  • Giúp khách hàng nâng cao hiệu quả và hiệu suất kinh doanh bằng giải pháp, sản phẩm và dịch vụ thực sự hiệu quả và tin cậy.
  • Hãy trải nghiệm với tư vấn, sản phẩm và dịch vụ của chúng tôi để được đón nhận nhiều hơn nữa những giá trị thật sự mà bạn đang cần
Phòng G7, số 06 Phùng Khắc Khoan, phường ĐaKao, Q1, TP. HCM
Số điện thoại: 0903867467 - Hoặc gửi email đến sales@hutscom.vn