180 likes | 406 Views
ANALIZA FREZAL, ZAŠČITENIH S TRDIMI PVD-PREVLEKAMI ANALYSIS OF MILLERS PROTECTED WITH HARD PVD COATINGS. Setnikar Franc, inž. str., Institut "Jožef Stefan", Jamova 39, Ljubljana, Slovenija dr. Marica Prijanovič Tonkovič, Višja strokovna strojna šola, Novo mesto, Slovenija
E N D
ANALIZA FREZAL, ZAŠČITENIH S TRDIMI PVD-PREVLEKAMI ANALYSIS OF MILLERS PROTECTED WITH HARD PVD COATINGS Setnikar Franc, inž. str., Institut "Jožef Stefan", Jamova 39, Ljubljana, Slovenija dr. Marica Prijanovič Tonkovič, Višja strokovna strojna šola, Novo mesto, Slovenija dr. Peter Panjan, Institut "Jožef Stefan", Jamova 39, Ljubljana, Slovenija
Cilj naloge: • zmanjšati čas obdelave, • povečati kvaliteto površine obdelovanca • povečati produktivnost, • postati konkurenčen na tržišču.
Potek dela Preiskovali smo orodje obstojnost steblastega frezala s štirimi rezalnimi robovi. Frezalo je: • imelo premer 10 mm, • zaščiteno je bilo z različnimi trdimi PVD-prevlekami, • namenjeno je suhi obdelavi (obdelava brez brez hladilno-mazalnih tekočin), • material je orodnega jekla za delo v vročem.
U kat S N S N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 N2 Plazma Delovni plin (Ar+Kr) Ar Ar Ar Ar+ Ar+ Ar+ Ar+ Ar+ Ar+ Ar+ Ar+ Ar+ Ti Ti+ Ti+ Ti+ Ti+ Ti+ Ti+ Ti+ Ti Ti Ti+ Ti Ti Reaktiven plin e.g. N2 Magnetne silnice Podlaga Nosilec podlag U Bi Teoretičen del naprševanja CC800 (CemeCon)
Optimalen prenos toplote odrezek odrezek Q Q S1 S2 Q Q Q TiAlN tot2 tot1 tot1 obdelovanec obdelovanec Q Q W1 W2 Orodje z TiAlN prevleko Orodje brez prevleke v c1 v c2 Zaradi majhnega koeficienta toplotne prevodnosti, se pri orodjihzaščitenih s TiAlN prevleko večina toplote odvede v odrezek Teoretičen del odvoda toplote
Kemična sestava obdelovanca Tabela 1: Kemična sestava jekla UTOP MO 6 Table 1: Chemical composition of steel UTOP MO 6
Geometrija frezala Slika 1: Geometrija frezala Picture 2: Geometyof the miller
Frezalni stroj CNC, DECKEL MACHO CAD - modeliranje, INVENTOR CAM – NC programiranje, Hyper MILL Šoba za zrak frezalo obdelovanec Tehnologijafrezanja Slika 2: Rezkanje s frezalom Picture 2: Milling with a miller
Vrste frezal oz. preizkušancev Tabela 2: Vrste frezal Table 2: Types of millers * krušenje konice rezilnega roba na začetku frezanja, a) vrednost EDS je orientacijska
REZULTAT MERITEV • Pri frezalih 10 proizvajalca B in 15 proizvajalca D je prišlo do krušenja osnovnega materiala. • Izmerili smo trdoto po Vickersu HV in vtisni modul EIT. Graf 1: Rezultati meritev trdote in vtisnega modulaGraph 1: Measurements results of the hardness and indentation modulus
Frezalo 1 (A) po 65 m Frezalo 1 (A) po 97 m Frezalo 1 (A) po 45 m Frezalo 2 (A) po 45 m Frezalo 2 (A) po 65 m Frezalo 2 (A) po 97 m REZULTAT MERITEV Slika 3: Optičnomikroskopski posnetki čelne proste ploskve na frezalih 1 in 2 proizvajalca A ; 20-kratna povečava Picture 3: Optical microscopic pictures of the front relief surface on millers 1 and 2 of the manufacturer A; 20-times magnified
Meja med prevleko in karbidno trdino TiAlN Karbidna trdina obrabljeno obrabljeno Frezalo 1 (A) po 97 m Frezalo 2 (A) po 97 m REZULTAT MERITEV Slika 4: SEM-posnetek frezala 1 in 2 proizvajalca A; 500-kratna povečava Picture 4: SEM-print of the miller 1 and 2 of the manufacturer A; 500-times magnified
REZULTAT MERITEV Tabela 3: Sestava in debelina zaščitne prevleke ter povprečna velikost karbidnih zrn Table 3: Composition and thickness of the protective coating and average size of the carbide grain
TiAlN (54/46%) TiAlN (57/43) Razpoka Karbidna trdina TiN (72/28) Krater Frezalo 1 (A) Frezalo 17 (E) REZULTAT MERITEV Slika 6: SEM-posnetek prečnega obrusa trde prevleke, s katero sta bili zaščiteni frezali 1 (A) in17 (E); 500-kratna povečava Picture 6: SEM prints of the cross section of specimen with the hard coating with which the millers 1 (A) in 17 (E) were protected; 500-times magnified
REZULTAT MERITEV • V projektni nalogi smo preizkušali frezala zaščitena s TiAlN-prevleko. • Prevleka obdrži veliko trdoto vse do 800 °C. • SEM-posnetki rezilnega roba kažejo večjo obrabno obstojnost, če ima frezalo poleg TiAlN-prevleke še tanko vmesno plast iz TiN. • Z uvedbo novih materialov za odrezavanje je možno zmanjšati stroške obdelave in povečati proizvodne kapacitete. • Tako postane podjetje bolj konkurenčno, kar je bil tudi cilj našega projektnega dela.
obrabljeno obrabljeno Frezalo 1 (A) po 97 m Frezalo 7 (A) po 20 m Sklepne ugotovitve • Odrezovanje s frezali brez trde zaščitne prevleke nesmiselno in ekonomsko neupravičeno. • Obdelava materialov s trdoto HRc nad 50 s frezalom brez prevleke ni možna. prekritega neprekritega
Na obstojnost prevleke in frezal vpliva kvaliteta karbidne trdine, finozrnata in neporozna. • Razvoj usmerjen v trde prevleke na osnovi CrAlN, večja obrabna obstojnost, visoka trdota v vročem in oksidacijsko obstojna pri temperaturi do 900 °C • Idealna prevleka, še z dodatkom trdega maziva • Dobro poznanje obrabnih procesov • Obdelava z frezali, zaščitenimi z sodobnimi prevlekami, bolj učinkovita, kakovostna ter okolju in zdravju ljudi bolj prijazna.
" Samo kakovost, produktivnost in zadovoljni kupci lahko komurkoli od nas zagotovijo varno službo v podjetju." (Chrysler) Hvala za pozornost. THANK YOU FOR YOUR ATTENTION.