Lựa Chọn Lớp Phủ Phù Hợp Nhất Cho Dụng Cụ Cắt Gọt

Trong ngành gia công chế tạo cơ khí, việc lựa chọn lớp phủ phù hợp cho dụng cụ cắt gọt đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với hiệu suất và tuổi thọ của dụng cụ. Một lớp phủ đúng loại không chỉ gia tăng tuổi thọ dụng cụ mà còn cải thiện chất lượng bề mặt gia công và tối ưu hóa thời gian sản xuất. Tuy nhiên, nếu chọn không đúng lớp phủ cho ứng dụng gia công cụ thể, kết quả có thể ngược lại, gây ra sự lãng phí tài nguyên và không hiệu quả.

Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn cách lựa chọn lớp phủ phù hợp nhất dựa trên các đặc tính của từng loại lớp phủ, cũng như điểm mạnh và điểm yếu của từng loại trong các ứng dụng gia công cụ thể.

Đặc tính của các lớp phủ

1. Tăng độ cứng

Một trong những tác dụng quan trọng nhất của lớp phủ là tăng độ cứng bề mặt cho dụng cụ cắt gọt. Độ cứng cao giúp dụng cụ chống lại các tác động mài mòn và chịu đựng tốt hơn trong quá trình cắt gọt. Lớp phủ TiCN (Titanium Carbo-Nitride) là ví dụ điển hình cho điều này. So với lớp phủ TiN (Titanium Nitride), TiCN chứa nhiều carbon hơn, làm tăng độ cứng lên khoảng 33%, với độ cứng Vickers đạt từ 3000 đến 4000.

Lớp phủ kim cương CVD là một lựa chọn khác, với độ cứng lên đến 9000 Vickers, giúp tăng tuổi thọ dụng cụ lên gấp 10 đến 20 lần so với các lớp phủ PVD thông thường. Đặc biệt, lớp phủ kim cương CVD rất phù hợp cho gia công vật liệu không chứa sắt, chẳng hạn như nhôm, giúp dụng cụ có thể chạy với tốc độ cắt cao hơn 2 đến 3 lần.

2. Tăng khả năng chịu mài mòn

Trong quá trình gia công, dụng cụ cắt thường phải đối mặt với sự mài mòn, ngay cả khi vật liệu phôi không quá cứng. Lớp phủ giúp chống lại sự mài mòn này, bảo vệ lưỡi cắt của dụng cụ khỏi bị hư hại nhanh chóng. TiAlN (Titanium Aluminum Nitride) là một trong những lớp phủ có khả năng chống mài mòn tốt, đặc biệt là trong các ứng dụng gia công nhiệt độ cao.

3. Tăng độ bôi trơn bề mặt

Hệ số ma sát cao trong quá trình cắt có thể gây ra nhiệt độ lớn, làm giảm tuổi thọ của dụng cụ và gây tổn hại đến lớp phủ. Lớp phủ với khả năng bôi trơn tốt, chẳng hạn như TiCN, có thể giúp giảm ma sát, từ đó giảm nhiệt độ cắt và tăng tuổi thọ của dụng cụ. Bề mặt nhẵn bóng của lớp phủ giúp phoi thoát ra dễ dàng hơn, giúp giảm thiểu nhiệt độ trong quá trình gia công và tránh làm xước bề mặt chi tiết.

4. Tăng nhiệt độ oxy hóa

Nhiệt độ oxy hóa là yếu tố quan trọng cần quan tâm khi lựa chọn lớp phủ cho các ứng dụng gia công nhiệt độ cao. Lớp phủ TiAlN là lựa chọn tốt khi gia công với tốc độ cao và nhiệt độ cao, do khả năng giữ độ cứng tốt ở những điều kiện khắc nghiệt. Lớp phủ này hình thành một lớp oxit nhôm trên bề mặt, giúp tải nhiệt từ dụng cụ sang phoi, bảo vệ dụng cụ khỏi hư hại do nhiệt độ cao.

5. Chống lẹo dao

Hiện tượng lẹo dao xảy ra khi các phần tử của vật liệu phôi bám vào mặt trước của dao cắt, làm biến dạng lưỡi cắt và giảm hiệu suất gia công. Lớp phủ CrN (Chromium Nitride) có khả năng chống lẹo dao rất tốt, giúp ngăn chặn các vật liệu như nhôm hay đồng bám vào lưỡi dao. Điều này rất quan trọng trong các ứng dụng gia công kim loại màu, nơi hiện tượng lẹo dao thường xuyên xảy ra.

>>Xem thêm: Cách Phân Biệt Các Loại Mũi Taro Và Hướng Dẫn Sử Dụng Đúng Cách

Các loại lớp phủ thông dụng

1. Titanium Nitride (TiN)

Lớp phủ TiN được áp dụng bằng phương pháp PVD (Physical Vapor Deposition), giúp tăng độ cứng và khả năng chịu nhiệt của dụng cụ. TiN là lớp phủ cơ bản và phổ biến nhất, thường được sử dụng cho các dao cụ HSS (thép gió). Nó mang lại hiệu quả cao trong các ứng dụng cắt và tạo hình với chi phí tương đối thấp.

2. Titanium Carbo-Nitride (TiCN)

TiCN có hàm lượng carbon cao hơn, do đó có độ cứng và độ trơn bề mặt tốt hơn so với TiN. Lớp phủ này thường được sử dụng cho các dụng cụ cắt HSS, đặc biệt là trong các ứng dụng đòi hỏi khả năng chịu mài mòn cao hơn và hiệu suất bôi trơn tốt hơn.

3. Titanium Aluminum Nitride (TiAlN/AlTiN)

Lớp phủ TiAlN, với lớp oxit nhôm trên bề mặt, giúp tăng tuổi thọ dụng cụ trong các ứng dụng nhiệt độ cao. Đây là lựa chọn hàng đầu cho các dụng cụ hợp kim cứng, khi có ít hoặc không có nước làm mát. Lớp phủ AlTiN còn giúp bề mặt dụng cụ cứng hơn so với TiAlN, là sự lựa chọn phổ biến trong gia công tốc độ cao (HSM).

4. Chromium Nitride (CrN)

CrN nổi bật với khả năng chống lẹo dao, đặc biệt trong các ứng dụng gia công kim loại màu như nhôm và đồng. Nó thường được sử dụng cho cả thép gió và hợp kim cứng, đảm bảo tính ổn định trong gia công các vật liệu dễ bám dính.

5. Lớp phủ kim cương (CVD)

Lớp phủ kim cương CVD là giải pháp tối ưu cho gia công vật liệu không chứa sắt, như graphite, nhôm silic, và các vật liệu composite kim loại. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng lớp phủ kim cương không phù hợp cho gia công thép, do khả năng phản ứng hóa học giữa lớp phủ và thép ở nhiệt độ cao, gây bong tróc lớp phủ.

Sử dụng hiệu quả các lớp phủ

Để tối ưu hóa quá trình gia công, không chỉ lớp phủ mà các yếu tố khác như độ sâu cắt, tốc độ và nước làm mát cũng đóng vai trò quan trọng. Lựa chọn lớp phủ đúng đắn giúp nâng cao hiệu suất gia công, nhưng cũng cần chú ý đến các yếu tố khác để đảm bảo chất lượng sản xuất.

Một trong những phương pháp tốt nhất để xác định lớp phủ phù hợp là thông qua thử nghiệm. Mỗi loại vật liệu và mỗi quá trình gia công đều có những yêu cầu và điều kiện khác nhau. Việc hợp tác với các nhà sản xuất lớp phủ để thử nghiệm và cập nhật các thông tin mới nhất về lớp phủ sẽ giúp bạn tìm ra giải pháp tốt nhất cho quy trình sản xuất của mình.

Lựa chọn lớp phủ phù hợp cho dụng cụ cắt gọt không chỉ ảnh hưởng đến tuổi thọ của dụng cụ mà còn tác động trực tiếp đến hiệu quả của quá trình gia công. Các lớp phủ như: TiN, TiCN, TiAlN, CrN và CVD đều có ưu nhược điểm riêng, phù hợp với các ứng dụng và vật liệu gia công cụ thể. Hiểu rõ các đặc tính của từng lớp phủ, cũng như cách thức chúng tương tác với quá trình gia công, sẽ giúp bạn đưa ra quyết định đúng đắn và mang lại hiệu quả tối ưu trong sản xuất.

Nếu bạn cần tư vấn về lớp phủ phù hợp cho ứng dụng gia công cụ thể của mình, đừng ngần ngại liên hệ với các chuyên gia trong ngành hoặc các nhà cung cấp uy tín như Vinatools để được hỗ trợ chuyên sâu.

--------------------------------------------------------------------------

CÔNG TY TNHH THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP TOOLS VIỆT NAM

Hotline: 0985.295.625 - 0978 40 43 48

Văn phòng và Tổng kho Hà Nội: Nhà B1-5, Khu đô thị 54 Hạ Đình, ngõ 85 Hạ Đình, Thanh Xuân Trung, Thanh Xuân, Hà Nội

Văn phòng và Tổng kho Sài Gòn: 15/50 Bùi Công Trừng, P. Thạnh Xuân, Quận 12, TP Hồ Chí Minh

Email: marketing@toolsvn.com.vn

Website: www.toolsvn.com.vn