Để lựa chọn lớp phủ phù hợp nhất cho mỗi ứng dụng gia công chế tạo cơ khí

  Lựa chọn được lớp phủ chính xác, phù hợp nhất với các đặc tính của nó cho ứng dụng gia công của bạn đóng góp một vai trò quan trọng to lớn trong sự thành công trong chế tạo sản xuất của bạn.

Chỉ cần một lượng phủ tròn bao quanh đầu dụng cụ có thể gia tăng đáng kể tuổi thọ của nó, làm giảm thời gian gia công và cho ra chất lượng bề mặt gia công tốt hơn. Tuy nhiên, nếu như không chọn đúng lớp phủ cho ứng dụng gia công chế tạo đó, có thể gây ra một sự lãng phí và không hiệu quả khi sử dụng phủ. Mỗi một lớp phủ có một ưu điểm và nhược điểm riêng trong mỗi một quá trình gia công. Một sự lựa chọn không hợp lý có thể dẫn đến tuổi thọ dụng cụ bị giảm thấp hơn cả khi không phủ, và thỉnh thoảng có thể gây ra những sự cố trong gia công không mong muốn.

Hiện nay, thế giới đã cho ra các lựa chọn phủ phong phú đa dạng như phủ PVD ( Physical Vapor Deposition : Phủ vật lý bốc hơi lắng đọng ), phủ CVD ( Chemical Vapor deposition : phủ lắng đọng hơi hóa học ) và các biện pháp phủ xử lý bề mặt hỗn hợp khác mà đã và đang được nghiên cứu và phát triển khắp thế giới. Bài viết này sẽ hướng dẫn chỉ ra cho bạn một vài đặc tính phủ nổi thông dụng và các lựa chọn phủ PVD, CVD phổ biến. Mỗi một trong số đó 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 tính, tác dụng của các lớp phủ :

1. Tăng độ cứng
   Độ cứng bề mặt cao của lớp phủ là một trong những lựa chọn tốt nhất để tăng tuổi thọ dụng cụ. Thông thường, khi vật liệu hay bề mặt càng cứng hơn, thì tuổi thọ dụng cụ sẽ càng tăng lên. Lớp phủ TiCN ( Titanium Carbo – Nitride) có một độ cứng bề mặt cao hơn lớp phủ TiN ( Titanium Nitride ). Do có nhiều carbon hơn, nên lớp phủ TiCN có độ cứng cao hơn 33% với khoảng độ cứng Vickers từ 3000 đến 4000, phụ thuộc vào các nhà sản xuất lớp phủ. Với độ cứng bề mặt khoảng 9000 Vickers 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 ( ko chứa sắt ) bởi độ cứng cao của nó và khả năng có thể chạy với tốc độ cắt cao hơn 2 đến 3 lần so với dao cụ không phủ.
2. Tăng khả năng chịu mài mòn
   Đây là khả năng của lớp phủ để chống lại sự mài mòn. Mặc dù vật liệu phôi không cứng, nhưng các nguyên tố cấu thành phôi đó và quá trình gia công có thể giúp vào gây ra hỏng lưỡi cắt của dao cụ hoặc gây ra lẹo dao.
3. Tăng độ bôi trơn bề mặt
   Hệ số ma sát cao hơn có thể gây ra nhiệt độ ở vùng cắt cao, dẫn đến tuổi thọ dao cụ bị giảm hoặc lớp phủ bị hư hại, bong ra. Tuy nhiên, với hệ số ma sát thấp có thể gia tăng tuổi thọ dụng cụ cắt đáng kể. Nhiệt độ cắt có thể được giảm nếu bề mặt đó nhẵn bóng trơn tru hơn. Bề mặt trơn đó sẽ giúp cho phoi chip thoát ra được dễ dàng hơn, nhiệt độ cắt giảm xuống đáng kể. Bề mặt càng có tính trơn tốt thì càng cho tốc độ cắt cao hơn nếu so sánh với không phủ. Nó giúp tránh cho chi tiết gia công bị xước.
4. Tăng nhiệt độ oxi hóa
   Đây là một điểm quan trọng cần lưu ý vì có thể gây ra quá trình gia công bị sự cố hư hỏng. Nhiệt độ oxi hóa cao hơn sẽ giúp cho hiệu quả cao hơn trong các qua trình gia công cho ra nhiệt độ cao. Mặc dù lớp phủ TiAlN ( Titanium Aluminum Nitride ) có thể không cứng như lớp phủ TiCN ở nhiệt độ phòng, nhưng nó đã chứng tỏ hiệu quả tốt hơn trong các ứng dụng gia công với nhiệt độ ra cao. Lớp phủ này có thể giữ được độ cứng vẫn tốt ở nhiệt độ cao do có lớp phủ nhôm oxit – ở 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. Các dao cụ hợp kim cứng thường thường chạy với tốc độ cao hơn nếu so sánh với thép gió. Do đó, lớp phủ TiALN là một lựa chọn tuyệt vời cho các dao cụ hợp kim Solid carbide. Các mũi khoan, phay thường được phủ TiAlN bằng phương pháp PVD.
5. Chống lẹo dao.
   Để chống lại việc phần nhỏ vật liệu bị tôi cứng bám vào mặt trước của dao ( lẹo dao ), bằng cách khiến cho hoạt động hóa học giữa lưỡi dao cắt và vật liệu cắt giảm bớt đi. BUE ( hiện tượng lẹo dao ) rất phổ biến trong gia công kim loại màu như nhôm, đồng. BUE ( 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. Ví dụ trong trường hợp gia công nhôm bằng taro nén, nhôm bị tích tụ 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. Lớp phủ mà có khả năng chống lẹo dao sẽ giúp ích tại những nơi mà chất lượng nước làm mát còn thấp hoặc có vấn đề về nồng độ nước làm mát.

 Các lớp phủ thông dụng :

• Titanium Nitride (TiN)
  Phủ bằng phương pháp PVD, giúp gia tăng độ cứng và có nhiệt độ ô xi hóa cao hơn. Lớp phủ này phát huy rất hiệu quả với các dao cụ HSS thép gió khi cắt hay tạo hình khác.

• Titanium Carbo-Nitride ( TiCN)
  Lớp phủ có gia tăng thêm hàm lượng Carbon, do đó làm tăng độ cứng và độ trơn bề mặt hơn. Lớp phủ này rất lý tưởng cho các dao cụ cắt gọt HSS thép gió.

• Titanium Aluminum Nitride ( TiAlN hoặc AlTiN )
  Với một lớp phủ của nhôm ô xít trên bề mặt giúp cho tuổi thọ dao cụ cao hơn trong các ứng dụng gia công nhiệt độ cao. Lớp phủ này là lựa chọn hàng đầu cho các dao cụ hợp kim cứng Solid carbide, khi có rất ít hoặc không có nước làm mát. Lớp phủ AlTiN giúp cho bề mặt cứng hơn lớp phủ TiAlN, cùng với tỷ lệ phần trăm của Nhôm và Titanium. Đây cũng là một lựa chọn tương tự trên thế giới trong gia công HSM ( High speed machining )
• Chrominum Nitride ( CrN)
  Khả năng chống lẹo của lớp phủ này giúp nó được lựa chọn trong những gia công hay xảy ra hiện tượng lẹo dao. Thép gió hay hợp kim cứng cũng hay sử dụng lớp phủ này, lớp phủ này không màu.
• Phủ kim cương (CBN)
  Quá trình phủ CVD đưa ra chất lượng gia công tốt nhất trong các kim loại màu. Nó lý tưởng cho cắt graphite, MMC ( Composit kiểu kết cấu ma trận kim loại ), các vật liệu silic nhôm và trong các vật liệu mài khác. ( Chú ý : Lớp phủ kim cương không nên dùng khi gia công thép. Càng nhiều nhiệt được phát ra khi cắt thép, có thể gây ra phản ứng hóa học làm phá vỡ sự liên kết của lớp phủ này với lưỡi cắt dao cụ ).Các lớp phủ cho phay thô, tạo ren và khoan đều khác nhau và tùy theo các ứng dụng mà được sử dụng. Hiện nay cũng có các lớp phủ đa lớp mà được phủ trên lớp tiếp theo thay vì dùng chất nền dao cụ, có thể gia tăng hơn tuổi thọ dao cụ.

Sử dụng hiệu quả các lớp phủ:

Một lớp phủ được sử dụng hiệu quả có thể được phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng thường thường chỉ một hoặc một ít lựa chọn có thể cho mỗi ứng dụng. Lựa chọn lớp phủ đúng đắn với các đặc tính của nó sẽ giúp cho sự thành công của quá trình gia công sản xuất. Các yếu tố như độ sâu cắt, tốc độ và nước làm mát đều có tác động ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt gia công.

Một trong những cách tốt nhất để xác định chọn lớp phủ là qua thử nghiệm và có thể qua các sự cố, bởi vì sẽ có rất nhiều biến số ảnh hưởng tới khi gia công một vât liệu. Các nhà sản xuất phủ thường xuyên làm việc liên tục với các bề mặt gia công khác và mới để tìm cách chống lại nhiệt độ, ma sát và mài mòn. Bạn cũng nên luôn liên hệ với các nhà sản xuất lớp phủ để cập nhập được những thông tin mới nhất cũng như lớp phủ tốt nhất phù hợp với yêu cầu gia công của bạn.

KT Kikai tự hào là công ty có thể cung cấp các dịch vụ phủ tốt  cho quý khách hàng với sự tư vấn nhiệt tình trách nhiệm từ đội ngũ kỹ sư bán hàng kinh nghiệm với giá thành tốt nhất trên thị trường.

——————————————————————————————————-
Công Ty TNHH KT KiKai
Địa chỉ: P408 – Tòa Đông – Tòa Chung cư học viện Quốc Phòng – ngõ 24 cũ Hoàng Quốc Việt – Hà Nội
Phone : 09765.83.886 – 0944.911.868
Mail : info@thaolapnhanh.vn

Tweet