Lớp phủ của dụng cụ cắt gọt cơ khí có tác dụng như thế nào?

Ngày nay, trên thế giới đã cho ra đời rất nhiều những lớp phủ đa dạng như lớp phủ PVD lớp phủ vật lý, CVD lớp phủ hóa học và các phương pháp cảu lớp phủ xử lý bề mặt hỗn hợp khác mà các công ty đã và đang được nghiên cứu và phát triển khắp thế giới.

Lớp phủ của dụng cụ cắt gọt cơ khí có tác dụng như thế nào?

Ngày nay, trên thế giới đã cho ra đời rất nhiều những lớp phủ đa dạng như lớp phủ PVD lớp phủ vật lý, CVD lớp phủ hóa học và các phương pháp cảu lớp phủ xử lý bề mặt hỗn hợp khác mà các công ty đã và đang được nghiên cứu và phát triển khắp thế giới.

Sau đây Tân Hợp Tiến sẽ hướng dẫn chỉ ra cho bạn một vài đặc điểm của các lớp phủ thông dụng và cách lựa chọn lớp phủ PVD, CVD phổ biến. Trong lớp phủ đó mỗi một loại đều thực hiện một vai trò quan trọng trong việc quyết định lớp phủ nào sẽ tốt nhất cho ứng dụng gia công nào.

Đặc điểm của các lớp phủ và tác dụng của chúng:

1. Độ cứng tăng cao:

Các lớp phủ có độ cứng bề mặt cao là một trong những lựa chọn tốt nhất để tăng tuổi thọ dụng cụ.

Khi gia công vật liệu hay bề mặt gia công càng cứng hơn, thì tuổi thọ dụng cụ sẽ càng giảm đi. Lớp phủ  Titanium Carbo – Nitride có một độ cứng bề mặt cao hơn lớp phủ Titanium Nitride. Do có nhiều carbon hơn, nên lớp phủ Titanium Carbo có độ cứng cao hơn 35% với khoảng độ cứng HRC khoảng 58, phụ thuộc vào các nhà sản xuất lớp phủ.

Với độ cứng bề mặt khoảng 72HRC của lớp phủ kim cương CVD, đã giúp cho tuổi thọ của dụng cụ tăng hơn 10 đến 20 lần nếu so sánh với lớp phủ PVD. Lớp phủ kim cương CVD này chính là lựa chọn tuyệt vời cho gia công các vật liệu kim loại màu (không chứa tạp chất) bởi độ cứng cao của nó và khả năng có thể chạy với tốc độ cắt cao hơn 3 đến 4 lần so với dao cụ không phủ.

Lớp phủ CVD có cấu tạo như trong hình vẽ

2. Khả năng chịu mài mòn:

Khả năng của lớp phủ là để chống lại sự mài mòn trong khi gia công. Gia công vật liệu phôi không cứng, nhưng các thành phần trong phôi khi quá trình gia công có thể làm cản trở các lưỡi dao cắt làm việc, gây ra hỏng và mòn lưỡi cắt của dao cụ nhanh chóng.

3. Tăng độ bôi trơn bề mặt

Trong khi gia công ma sát sẽ gây ra cao hơn vì khi đó bề mặt tiếp xúc giữa phôi và lưỡi cắt sinh ra nhiệt cao, dẫn đến tuổi thọ dao cụ bị giảm hoặc lớp phủ bị hư hại, bong ra.

Nhưng với sự ma sát thấp sẽ giúp dao cắt gia tăng tuổi thọ đáng kể. Nhiệt độ do ma sát tác động lên lưỡi cắt có thể giảm nếu bề mặt đó nhẵn bóng trơn tru hơn.

Trên bề mặt phôi trơn sẽ giúp cho phoi thoát ra được dễ dàng hơn, nhiệt độ cắt giảm xuống đáng kể. Bề mặt càng bóng trơn thì càng làm cho tốc độ cắt nhẹ hơn, so sánh với không phủ. Khi đó sẽ giúp tránh cho chi tiết gia công bị xước.

4. Tăng nhiệt độ oxi hóa

Một điểm quan trọng cần lưu ý nữa là có thể gây ra sự cố hư hỏng trong quá trình gia công . Oxi hóa nhiệt độ cao hơn sẽ làm cho hiệu quả cao hơn trong các qua trình gia công cho ra nhiệt độ cao.

Bên cạnh đó, mặc dù lớp phủ Titanium Aluminum Nitride không cứng như lớp phủ TiCN ở nhiệt độ cao, nhưng nó đã chứng minh thấy được hiệu quả làm việc tốt hơn trong các lần gia công với nhiệt độ cao.

Nhờ có lớp phủ nhôm oxit này khi gia công có thể giữ được sự ổn định, độ cứng của dụng cụ ở nhiệt độ cao ở bề mặt tiếp xúc giữa dụng cụ cắt và phoi chip. Lớp phủ này giúp tải nhiệt thoát tốt hơn từ bề mặt dao cụ vào phoi chip hoặc các bộ phận khác.

Dụng cụ cắt gọt bằng hợp kim cứng thường thường chạy với tốc độ cao hơn nếu so sánh với thép gió. Vì vậy với lớp phủ TiALN là một lựa chọn tuyệt vời cho các dao cụ hợp kim carbide. Dao phay, mũi khoan thường được phủ TiAlN bằng lớp phủ PVD.

5. Chống lẹo dao.

Để chống lại việc bị lẹo dao trong khi đang gia công các vậy liệu cứng, Ta sẽ làm bằng cách làm giảm bớt cho sự tiếp xúc giữa lưỡi dao cắt và vật liệu cắt giảm bớt đi.

Hiện tượng lẹo dao rất phổ biến trong gia công kim loại màu như thép, gang, nhôm, đồng,... Lẹo dao có thể dẫn đến phoi chip biến dạng lưỡi cắt.

Một khi các vật liệu cắt này bám tụ vào lưỡi cắt, nó cứ thế bám dính tiếp. Trong trường hợp gia công nhôm bằng mũi taro không phủ, nhôm bị kết dính với mũi taro sẽ làm cho lỗ ren bị càng lúc càng to hơn. Đến cuối cùng, đường kính vòng chia sẽ bị to ra khiến chi tiết bị sai lệch kích thước, hỏng nguyên công gia công.

Khả năng chống lẹo dao của lớp phủ sẽ giúp ích rất chiều, tại những môi trường mà chất lượng của chất liệu làm mát còn thấp hoặc có vấn đề về chất làm mát.