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  • Recubrimiento PVD - Herramientas de corte
    Mar 21, 2018


    1. Vida útil de la herramienta


    Para la vida útil de la herramienta, generalmente depende de diferentes piezas de trabajo y materiales de herramientas, así como de diferentes procesos de corte. El desarrollo continuo de la mejor tecnología de preparación de sustrato, recubrimiento y corte de herramientas es importante para limitar el desgaste de la herramienta y resistir la temperatura de corte. Estos factores, junto con la ranura del rompevirutas y el radio de la esquina utilizado en las plaquitas intercambiables, determinan la aplicabilidad de cada herramienta para diferentes piezas de trabajo y procesos de corte. La mejor combinación de todos estos elementos puede alargar la vida útil de la herramienta y hacer que el mecanizado sea más económico y más confiable.


    2. Cambiar el sustrato


    Al cambiar el tamaño de grano del carburo de tungsteno en el rango de 1-5 μm, se pueden cambiar las propiedades del sustrato de las herramientas de carburo cementado. El tamaño de partícula del material del sustrato juega un papel importante en el rendimiento del corte y la vida útil de la herramienta. Cuanto menor es el tamaño de partícula, mejor es la resistencia a la abrasión de la herramienta.


    Además, el contenido de cobalto del material de la herramienta de corte de carburo se incrementa en un 6% a 12%, lo que se puede lograr una mejor tenacidad. Y los requisitos de un proceso de corte específico se pueden cumplir ajustando el contenido de cobalto.


    El rendimiento del sustrato de herramienta también se puede mejorar formando una capa rica en cobalto cerca de la superficie externa, o agregando selectivamente otros elementos de aleación (tales como titanio, tántalo, vanadio, niobio, etc.) en los materiales de carburo cementado. La capa rica en cobalto puede mejorar significativamente la resistencia del filo, lo que mejora el rendimiento del mecanizado en bruto y las herramientas de corte intermitentes.


    Además, al seleccionar el substrato de la herramienta que coincide con el material de la pieza de trabajo y el método de procesamiento, hay otras cinco propiedades del sustrato, que incluyen tenacidad a la fractura, resistencia a la fractura transversal, resistencia a la compresión, dureza y resistencia al choque térmico. Por ejemplo, para ocasiones de mecanizado con temperaturas de corte más altas (como el corte en seco), los materiales de herramienta de alta dureza generalmente deberían preferirse. En el caso del mecanizado donde se puede observar el agrietamiento en caliente de la herramienta (más común en el fresado), se recomienda utilizar materiales de herramienta con buena resistencia al choque térmico.


    3. Selección del recubrimiento


    El recubrimiento de PVD ayuda a mejorar el rendimiento de la herramienta de corte. La tecnología de recubrimiento actual incluye:


    Recubrimiento de TiN: este es un tipo general de recubrimiento de PVD y CVD, que puede mejorar la dureza y la temperatura de oxidación de la herramienta.

    Recubrimiento de TiCN: Al agregar un elemento de carbono a TiN se mejoró la dureza y la rugosidad superficial del recubrimiento.

    Recubrimiento de TiAlN y AlTiN: la aplicación compuesta de la capa de alúmina (Al2O3) con estos revestimientos puede mejorar la vida útil de la herramienta de corte a alta temperatura. El revestimiento de alúmina es especialmente adecuado para el corte en seco y el corte en seco. El contenido de aluminio en el revestimiento AlTiN es mayor, en comparación con el recubrimiento TiAlN con mayor contenido de titanio, tiene una mayor dureza superficial.

    Revestimiento CrN: este recubrimiento tiene buena resistencia adhesiva.

    Recubrimiento DLC: El revestimiento de diamante puede mejorar significativamente el rendimiento de corte de los materiales familiares no ferrosos mecanizados, y es muy adecuado para el mecanizado de grafito, compuesto de sustrato metálico, aleación de aluminio de alto contenido de silicio y otros materiales altamente abrasivos.


    En los últimos años, la cuota de mercado de las herramientas recubiertas con PVD se ha ampliado y sus precios son comparables a las herramientas recubiertas con CVD. El grosor del recubrimiento de CVD suele ser de 5-15 μm, mientras que el espesor del revestimiento de PVD es de aproximadamente 2-6 μm. Cuando se recubre con el sustrato de la herramienta, el recubrimiento de CVD no produce estrés beneficioso para el sustrato, y el revestimiento de PVD ayuda a formar un estrés compresivo beneficioso sobre el sustrato. El revestimiento CVD más grueso generalmente reduce significativamente la resistencia del filo de la herramienta. Por lo tanto, el recubrimiento CVD no se puede usar para herramientas de corte que requieren bordes cortantes muy afilados.


    IKS   ha cooperado activamente con empresas nacionales e internacionales e institutos de investigación científica, y ha logrado logros gratificantes en algunas aplicaciones de revestimiento más comúnmente usadas. El proceso de recubrimiento puede usarse para revestir la película con alta dureza, estabilidad térmica y estabilidad química. Y varios recubrimientos físicos de deposición de vapor, como TiN, TiCN, AlTiN, AlTiSiN, CrN, DLC, etc.