7 Pelapis Alat yang Harus Diketahui untuk Pemesinan Kinerja Tinggi

Jika Anda perlu meningkatkan operasi permesinan CNC Anda, ada baiknya untuk memahami bagaimana teknologi pelapis alat dapat membuat perbedaan. Berikut adalah beberapa alasan bagus untuk mengevaluasi pelapis alat pemotong berperforma tinggi untuk pekerjaan bermasalah Anda berikutnya.

Karbida yang baik itu penting, tetapi pelapisan yang baik yang diterapkan pada permukaan karbida itu seringkali penting. Dalam artikel ini, kami mewawancarai Dr. Jon W. Paggett, direktur pengembangan pelapisan di Kyocera Hardcoating Technologies, untuk membahas perkembangan terkini dalam pelapis pahat—dan bagaimana mereka membantu toko meningkatkan produktivitas dan mengurangi biaya perkakas.

Pelapis Alat Teratas untuk Pabrik Akhir, Pengeboran, Router

Kyocera SGS Precision Tools adalah produsen terkemuka untuk pabrik akhir, bor dan router dan menawarkan banyak pelapis alat yang berbeda. Meskipun namanya adalah hak milik, ada standby lama, seperti TiN dan TiCN, yang akrab dengan semua masinis, serta beberapa pendatang baru di blok pelapis. Inilah tujuh teratas:

• Ti-NAMITE (titanium nitrida)
• Ti-NAMITE-A (aluminium titanium nitrida)
• Ti-NAMITE-B (titanium diboride)
• Ti-NAMITE-C (titanium karbonitrida)
• Ti-NAMITE-X (nanokomposit eksklusif)
• Di-NAMITE (berlian kristal)
• Ti-NAMITE-M (nanokomposit eksklusif)

Masih banyak lagi, tapi ini yang kedua—AlTiN, bersama dengan kandungan silikonnya (AlTiN/Si₃ N₄ ) kerabat—yang menurut Paggett sebagian besar telah menggantikan TiN sebagai pelapis pilihan untuk berbagai aplikasi.

“Ini mungkin pelapis yang paling umum dan dapat diterapkan secara umum, dan merupakan pilihan berkinerja tinggi yang baik untuk baja tahan karat dan beberapa paduan super,” jelasnya. “Selain itu, penambahan kromium ke berbagai pelapis—AlTiCrN dan AlCrN, misalnya—meningkatkan stabilitas termal untuk sejumlah aplikasi suhu yang lebih tinggi.”

 Apakah Anda perlu menjawab pertanyaan teknis? Tanyakan kepada Tim Teknologi Pengerjaan Logam MSC di forum.

Bagaimana Pelapis Alat yang Tepat Mencegah Retak, Delaminasi, dan Kegagalan Alat

Ada lebih banyak lagi untuk pelapis alat pemotong daripada sekelompok senyawa kimia esoterik. Metode yang digunakan untuk menerapkan pelapis sama pentingnya, seperti persiapan tepi pahat, ketebalan pelapisan, dan ukuran butir substrat karbida.

“Banyak pelapis canggih saat ini mencakup struktur nano seperti nanolayers atau nanokomposit,” kata Paggett. “Dengan asumsi ketebalan lapisan ultra-tipis ini dapat dikontrol dalam kisaran tertentu, lapisan tersebut berfungsi untuk meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus lapisan, dengan hanya sedikit mengorbankan ketangguhan. Struktur multifase berlapis ini juga membantu dalam defleksi retakan yang seharusnya merambat ke pahat.”

Lapisan nitrida biasanya dalam kisaran 2 hingga 4 mm, kata Paggett, mencatat bahwa tekanan antara lapisan dan substrat meningkat dengan ketebalan lapisan. Terlalu tebal dan hasilnya mungkin delaminasi diikuti dengan kegagalan alat.

Dan seperti yang dapat dibuktikan oleh siapa pun yang menggunakan TiC atau alat berlapis CVD lama lainnya, lapisan yang lebih tebal juga “menumpulkan” alat dengan menambah radius ujung tombak. Ini menguntungkan dalam beberapa aplikasi—baja karbon dan besi tuang, misalnya—tetapi untuk baja tahan karat, aluminium, baja perkakas dan superalloy, ujung yang tajam dan rake tool positif umumnya merupakan pilihan pertama.

Apakah Anda mempertimbangkan pemesinan performa tinggi? Belajar bagaimana. Baca “ Apakah Saatnya Merangkul Pemesinan Berperforma Tinggi? ”

Evolusi Pelapis Alat Pemotong

Tentu saja, teknologi pelapisan telah banyak berubah sejak awal TiC dan pelapis CVD lainnya. Alat berlapis TiC paling tebal saat ini jauh lebih tajam daripada sebelumnya.

“Kemajuan dalam penerapan pelapis PVD telah memasukkan desain katoda yang mencoba menggabungkan keunggulan busur katodik dan sputtering magnetron,” kata Paggett. “Konfigurasi magnet dan busur berdenyut mengurangi partikel makro dan membuat lapisan yang lebih halus dari sistem busur katodik, sementara HiPIMS (percikan magnetron impuls daya tinggi) meningkatkan rasio ionisasi dan laju deposisi sistem sputtering. Kemajuan juga dibuat dalam konfigurasi etsa plasma, yang meningkatkan daya rekat lapisan.”

Semua pembicaraan tentang magnetron dan sistem sputtering ini bisa menjadi informasi yang memabukkan. Bagi seorang masinis, yang terpenting adalah umur pahat dan seberapa cepat logam dapat dilepas. Jika logam itu adalah aluminium, catat Paggett, perhatikan baik-baik pendatang baru pelapis lainnya, titanium diboride.

TiB₂ adalah lapisan yang sangat baik untuk paduan aluminium dan aplikasi nonferrous lainnya. Kekerasannya yang tinggi memberikan ketahanan aus yang baik pada paduan aluminium abrasif yang mengandung silikon dan mengurangi tepi yang terbentuk yang pada akhirnya menyebabkan kegagalan alat.

Dan apa pengaruh persiapan tepi terhadap kinerja pahat potong?

“Bila dilihat di bawah mikroskop, tepi alat yang diratakan cukup kasar,” kata Paggett. “Titik tinggi bertindak sebagai konsentrator tegangan yang dapat menyebabkan patah dini dan kerusakan pada ujung tombak. Namun persiapan tepi menghaluskan kekasaran ini, serta memperkenalkan pengasah yang semakin memperkuat tepi.”

Dampak Produktivitas Pelapisan Alat

Siapa pun yang berbelanja alat pemotong akhir-akhir ini hampir pasti memperhatikan label harga yang lebih tinggi yang disertakan dengan pelapis canggih ini—dengan harga 2 hingga 3 kali lipat dari harga pelapis alat "standar", apakah itu benar-benar sepadan? Pagett berpikir begitu.

Potensi peningkatan kinerja bergantung pada berbagai variabel, termasuk material benda kerja, geometri pahat, jalur pahat, dan pahat mesin, tetapi peningkatan laju pelepasan material 10 kali atau lebih dimungkinkan dalam aplikasi tertentu

“Produktivitas dan masa pakai alat yang lebih tinggi hampir pasti akan menghasilkan pengurangan bersih dalam biaya keseluruhan,” tambahnya.

Memang, alat mesin yang lebih tua atau kurang bertenaga tidak akan dapat memanfaatkan sepenuhnya peningkatan produktivitas ini, tetapi masa pakai alat yang diperpanjang akan tetap bermanfaat.

“Dengan mengingat hal itu, ada aplikasi khusus dalam sektor medis dan kedirgantaraan di mana mereka mungkin enggan menggunakan pelapis karena masalah biokompatibilitas atau transfer material,” kata Paggett. “Namun, untuk sebagian besar aplikasi, toko harus mengevaluasi dan menguji pelapis baru saat tersedia.”

Apa pelapis alat favorit Anda untuk bahan yang sulit dipotong? Bicaralah dengan rekan Anda di forum pengerjaan logam . [pendaftaran diperlukan]