고성능 가공을 위해 반드시 알아야 할 7가지 도구 코팅

CNC 가공 작업을 향상해야 하는 경우 도구 코팅 기술이 어떻게 차이를 만들 수 있는지 이해하는 것이 좋습니다. 다음 문제 작업을 위해 고성능 절삭 공구 코팅을 평가해야 하는 몇 가지 이유가 있습니다.

좋은 카바이드도 중요하지만 카바이드 표면에 좋은 코팅을 적용하는 것이 종종 중요합니다. 이 기사에서는 Kyocera Hardcoating Technologies의 코팅 개발 이사인 Jon W. Paggett 박사를 인터뷰하여 절삭 공구 코팅의 최근 발전과 이러한 코팅이 작업장에서 생산성을 높이고 공구 비용을 줄이는 데 어떻게 도움이 되는지에 대해 논의합니다.

엔드밀, 드릴, 라우터용 최고의 도구 코팅

Kyocera SGS Precision Tools는 엔드밀, 드릴 및 라우터의 선두 제조업체이며 다양한 도구 코팅을 제공합니다. 이름은 독점적이지만 TiN 및 TiCN과 같이 모든 기계 기술자에게 친숙한 오래된 대기 제품과 코팅 블록에 대한 상대적인 신규 사용자가 있습니다. 다음은 상위 7개입니다.

• Ti-NAMITE(질화티타늄)
• Ti-NAMITE-A(알루미늄 티타늄 질화물)
• Ti-NAMITE-B(이붕화티타늄)
• Ti-NAMITE-C(탄화질화티타늄)
• Ti-NAMITE-X(독점 나노복합체)
• Di-NAMITE(크리스탈린 다이아몬드)
• Ti-NAMITE-M(독점 나노복합체)

더 있지만 두 번째는 AlTiN과 실리콘 함유(AlTiN/Si₃ N₄ ) 친척—Paggett은 광범위한 응용 분야에 사용되는 코팅제로 TiN을 크게 대체했다고 말합니다.

"가장 일반적이고 일반적으로 적용할 수 있는 코팅이며 스테인리스강 및 일부 초합금에 우수한 고성능 선택입니다."라고 그는 설명합니다. "또한 다양한 코팅(예:AlTiCrN 및 AlCrN)에 크롬을 추가하면 여러 고온 응용 분야에서 열 안정성이 향상됩니다."

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올바른 도구 코팅이 균열, 박리 및 도구 실패를 방지하는 방법

절삭 공구 코팅에는 많은 난해한 화합물보다 훨씬 더 많은 것이 있습니다. 코팅을 적용하는 데 사용된 방법은 공구의 모서리 준비, 코팅 두께 및 카바이드 모재의 입자 크기와 마찬가지로 똑같이 중요합니다.

"오늘날 많은 고급 코팅에는 나노층 또는 나노복합체와 같은 나노구조가 포함됩니다."라고 Paggett은 말합니다. "이러한 초박막 층의 두께가 주어진 범위 내에서 제어될 수 있다고 가정하면, 인성의 희생을 최소화하면서 코팅의 경도와 내마모성을 향상시키는 역할을 합니다. 이러한 다층 구조는 그렇지 않으면 공구로 전파될 균열의 편향에도 도움이 됩니다.”

질화물 코팅은 일반적으로 2~4mm 범위에 있으며 코팅과 기판 사이의 응력은 코팅 두께에 따라 증가한다고 Paggett은 말합니다. 너무 두꺼워지면 박리와 공구 고장이 발생할 수 있습니다.

그리고 TiC 또는 기타 기존 CVD 코팅 공구를 사용해 본 사람이라면 누구나 증명할 수 있듯이 두꺼운 코팅은 절삭날의 반경을 추가하여 공구를 "둔하게" 만듭니다. 이는 탄소강 및 주철과 같은 일부 응용 분야에서 유리하지만 스테인리스강, 알루미늄, 공구강 및 초합금의 경우 일반적으로 날카로운 모서리와 포지티브 레이크 공구가 첫 번째 선택입니다.

고성능 가공을 고려하고 있습니까? 어떻게하는지 배우다. " 읽기 고성능 가공을 수용할 때입니까? ”

절삭공구 코팅의 진화

물론 코팅 기술은 TiC 및 기타 CVD 코팅의 초창기 이후로 크게 변화했습니다. 오늘날 가장 두꺼운 TiC 코팅 도구는 예전보다 훨씬 더 날카로워졌습니다.

"PVD 코팅 적용의 발전에는 음극 아크와 마그네트론 스퍼터링의 장점을 결합하려는 음극 설계가 포함되었습니다."라고 Paggett은 말합니다. “자석 구성과 펄스 아크는 거대 입자를 줄이고 음극 아크 시스템에서 더 부드러운 코팅을 만드는 반면 HiPIMS(고출력 임펄스 마그네트론 스퍼터링)는 스퍼터링 시스템의 이온화 비율과 증착 속도를 증가시킵니다. 코팅 접착력을 높이는 플라즈마 에칭 구성에서도 발전이 이루어지고 있습니다.”

마그네트론과 스퍼터링 시스템에 대한 이 모든 이야기는 흥미로운 정보가 될 수 있습니다. 기계공에게 중요한 것은 공구 수명과 금속을 얼마나 빨리 제거할 수 있는지뿐입니다. 그 금속이 알루미늄이라면 또 다른 코팅 신생인 이붕화티타늄을 자세히 살펴보십시오.

TiB₂ 알루미늄 합금 및 기타 비철 용도에 탁월한 코팅입니다. 높은 경도는 연마성 실리콘 함유 알루미늄 합금에서 우수한 내마모성을 제공하고 궁극적으로 공구 고장으로 이어지는 구성인선을 줄입니다.

그리고 모서리 준비가 절삭 공구 성능에 어떤 영향을 미칩니까?

"현미경으로 볼 때 연마된 도구 모서리는 매우 거칠습니다."라고 Paggett은 말합니다. “높은 부분은 응력 집중 장치로 작용하여 조기 파손과 절삭날의 열화로 이어질 수 있습니다. 그러나 가장자리 준비는 이 거칠기를 부드럽게 할 뿐만 아니라 가장자리를 더욱 강화하는 숫돌을 도입합니다."

도구 코팅의 생산성 영향

최근에 절삭 공구를 구입한 사람이라면 누구나 이러한 고급 코팅과 함께 제공되는 더 높은 가격표를 거의 확실히 알아차렸을 것입니다. "표준" 공구 코팅 가격의 2~3배인데, 과연 그만한 가치가 있습니까? Paggett은 그렇게 생각합니다.

잠재적인 성능 향상은 공작물 재료, 공구 형상, 공구 경로 및 공작 기계를 포함한 다양한 변수에 따라 다르지만 특정 응용 분야에서는 재료 제거율이 10배 이상 증가할 수 있습니다.

"높은 생산성과 공구 수명은 거의 확실히 전체 비용의 순 감소로 이어집니다."라고 그는 덧붙입니다.

물론 오래되거나 성능이 낮은 공작 기계는 이러한 생산성 향상을 최대한 활용할 수 없지만 연장된 공구 수명은 여전히 ​​유익할 것입니다.

"이를 염두에 두고 의료 및 항공 우주 분야에는 생체 적합성 또는 재료 전달 문제로 인해 코팅 사용을 꺼릴 수 있는 특정 응용 분야가 있습니다."라고 Paggett은 말합니다. "그러나 대부분의 응용 분야에서 새로운 코팅이 출시되면 이를 평가하고 테스트해야 합니다."

난삭재에 가장 선호하는 도구 코팅은 무엇입니까? 에서 동료와 대화하십시오. 금속 가공 포럼 . [등록 필요]