Zvyšování výkonnosti HSS fréz povlakováním

Pro použití na klasických strojích

Při procesu obrábění dochází k opotřebení nástroje. Na jeho velikost má přímý vliv chování materiálu obrobku vůči nástroji a s tím související vznik tepla. Čím vyšší je teplota v místě řezu, tím rychleji dochází k opotřebení nástroje. Navíc při obrábění může probíhat tvorba nárůstků na ostří nástroje s nežádoucím vlivem na kvalitu obrobené plochy. Výše uvedené faktory lze eliminovat správným nastavením parametrů obrábění: rychlost, posuv, způsob a intenzita odvodu tepla z místa řezu.

Dalším způsobem jak ovlivnit proces obrábění je využít dnes již širokou škálu povlaků. Metoda PVD (Physical Vapor Deposition) nanáší na povrch nástroje vrstvu (1 ÷ 4 µm) o vysoké tvrdosti (TiN - 2500, TiCN - 3300 HV, TiAIN - 3000 HV).

Proč tedy vybrat nástroj s povlakem?

K rozhodnutí můžeme využít těchto vlastností povlakovaného nástroje:

• Vysoká tvrdost povrchu při zachování houževnatosti nepovlakovaného nástroje.
• Vysoká otěruvzdornost
• Nízký koeficient tření

A potom získáme:

• Vyšší produktivitu nástroje - nízký koeficient tření umožňuje aplikovat vyšší řezné rychlosti při stejném vývinu tepla jak u nepovlakovaných fréz (posuv na zub f_z zůstává stejný) a navíc nedochází k tvorbě nárůstků
• Lepší kvalitu obrobku - lze konstatovat, že ke zhoršování kvality obrobku nedochází postupně ale náhle v závěru životnosti nástroje, kdy dojde k opotřebení povlaku. Mimo jiné povlaky zamezují tvorbě nárůstků
• Vyšší živostnost nástroje - srovnávacím kritériem je V - celkový odběr materiálu

 

Fotka hrany nástroje pod mikroskopem se zřetelnými nárůstky kovu. Hlavní příčinou je většinou adheze materiálu ve spojení s vysokým tlakem na břit nástroje, zejména je umocněná tak zvanou zvýšenou afinitou obou materiálů. Zdroj http://www.mmspektrum.com/clanek/prirucka-pro-technology-opotrebeni-se-nevyhneme.html

Typy povlaků a jejich použití na nástrojích

Povlak TiCN je nejvíce rozšířený pro svoji univerzálnost. Tento typ používáme pro frézování legovaných a nerezových ocelí, šedé litiny a Cu slitin. Zákazníci ověřili kvalitu TiCN povlaku na všech nástrojích stopkových, ale i na frézách s otvorem, kotoučových i tvarových. V porovnání s nepovlakovanými nástroji těmto nastavujeme řezné rychlosti vyšší asi o 30 ÷ 40%. Stejně jako u nepovlakovaného nástroje zachováváme stejný posuv a stejnou intenzitu chlazení, která je důležitá pro nízkou hodnotu max. teploty použití.

Povlak TiN používáme pro zlepšení užitných vlastností nástrojů zatěžovaných zejména v axiálním směru, jako jsou např. vrtáky a závitníky. Přesto frézy s tímto povlakem úspěšně pracují v aplikacích obrábění zejména nelegovaných ocelí. Řezné podmínky se zásadně neliší od doporučení pro předchozí povlak TiCN.

Povlak Ti₂N je speciální povlak aplikovaný na výkonné nástroje z materiálu HSSCo8% pro obrábění korozivzdorných ocelí. Řezné podmínky je zde třeba nastavovat individuálně dle složení obráběného materiálu a doporučujeme zde úzce spolupracovat se zkušebnou nástrojů.

Povlak TiAIN se prosazuje stále ve větší míře v oblasti obrábění měkkých materiálů, způsobujících tvorbu nárůstků na ostří nástroje a v oblasti obrábění nelegovaných a legovaných ocelí bez chlazení, kde vystupuje do popředí jeho odolnost vůči vysokým teplotám. Řezné podmínky se neliší od nástroje povlakovaného TiCN.