Формы повреждений режущих пластин в основном делятся на износ и поломку (выкрашивание). Твердость и толщина покрытия напрямую влияют на износостойкость вставки, а прочность влияет на устойчивость вставки к ударам и поломкам. В процессе резания к износу и поломке также может привести образование прилипших слоев на поверхности пластины и принудительное их удаление при непрерывной обработке. Стабильность материала покрытия с точки зрения жаростойкости и химической стойкости, а также его несродство с материалом заготовки позволяет предотвратить налипание и соответствующие повреждения. Важна также теплопроводность покрытия; он отражает способность покрытия рассеивать тепло, выделяемое во время механической обработки. Низкая теплопроводность означает плохое рассеивание тепла, что препятствует попаданию тепла во вставку и вместо этого передает его стружке для удаления, тем самым уменьшая термический износ вставки.
![Твердосплавные пластины CNMG]( "Твердосплавные пластины CNMG")
Нанесение твердого материала толщиной в несколько микрометров на поверхность материалов подложки, таких как карбид вольфрама, может придать режущим инструментам прочность материала подложки, а также обеспечить высокую твердость твердого материала с покрытием. Как правило, толщина покрытия не более 0,2% от толщины пластины может значительно улучшить режущие характеристики пластины и инструмента. Поэтому применение пластин и инструментов с покрытием становится все более распространенным. В различных условиях нанесение различных покрытий может повысить эффективность резания и продлить срок службы инструмента. В настоящее время пластины и инструменты без покрытия используются только в некоторых специальных процессах антиадгезионной обработки, обработке цветных металлов и в недорогих приложениях.
Покрытия обычно делятся на два метода: химическое осаждение из паровой фазы (CVD) и физическое осаждение из паровой фазы (PVD). Основной принцип нанесения CVD-покрытия заключается во введении газов, содержащих соединения, в высокотемпературную печь (900-1100°C), чтобы вызвать химическую реакцию на поверхности покрываемого объекта, тем самым осаждая твердый материал. Принцип покрытия PVD заключается в использовании методов вакуумного осаждения, таких как ионное покрытие, распыление и смешивание ионов, для нанесения твердых материалов на поверхность объекта при более низких температурах (100–700 ° C).
Из-за высокой температуры обработки CVD-покрытия можно наносить только на термостойкие подложки. Покрытия CVD имеют сильную адгезию к подложке и могут образовывать относительно толстые слои. Заменяя сырой газ, можно непрерывно наносить покрытие на несколько материалов в одной печи. Таким образом, покрытия CVD подходят для высокоскоростных операций глубокого резания с большой подачей, когда необходимо удалить большой объем материала за короткое время. Как правило, в токарных пластинах в основном используется метод CVD для нанесения покрытий, улучшающих их режущие характеристики. Однако из-за разницы в коэффициентах теплового расширения покрытия и материала подложки могут легко образовываться растягивающие остаточные напряжения, что отрицательно сказывается на сопротивлении вставки разрушению и усталости.
Давайте рассмотрим преимущества PVD-покрытий. Их можно наносить при более низких температурах, что означает меньшие требования к термостойкости основания. Процесс нанесения покрытия не снижает прочности и ударной вязкости режущей кромки. Покрытие тоньше и создает сжимающее остаточное напряжение в пленке покрытия, что повышает устойчивость к разрушению и усталости. В соответствии с международным стандартом ISO материалы режущего инструмента классифицируются следующим образом: P — сталь, M — нержавеющая сталь, K — чугун, N — цветные металлы, S — жаропрочная сталь и H — сталь высокой твердости. . Каждый материал далее делится на несколько категорий в зависимости от характеристик и состава: 01, 10, 20, 30 и 40. Чем меньше число, тем тверже материал; чем выше число, тем сложнее. Например, материалы режущего инструмента для стали маркируются как Р01, Р10...Р40, то же самое относится и к остальным. Для разных материалов и условий резания для обработки следует использовать пластины из материалов, соответствующих разным кодам.
