PVD dangomis stiprintų kietlydininio WC-Co įrankių dilimo tyrimas, frezuojant ąžuolo medieną
Anotacija
Medienos apdirbimo pramonė sudaro beveik penktadalį ES gamybos sektoriaus, kuriame 138,6 mlrd. Eur pridėtinė vertė. Pirmą 2021 m. pusmetį, Lietuvos užsienio prekybos mediena apyvarta sudarė 2,87 mlrd. Eur.
Medienos apdirbimas sudėtingesnis nei metalų. Specifinės medienos savybės sukelia įrankių kintančias dideles mechanines ir šilumines apkrovas, plastines deformacijas, adhezinį ir difuzinį dilimą bei oksidaciją. Tokiomis sąlygomis kietlydinio įrankiai greitai dyla; todėl medienos apdirbimo įrankių išdirbis didinamas juos dengiant PVD dangomis, apsaugančiomis nuo mechaninio dilimo ir korozijos.
Apdirbant skirtingų rūšių medieną, pjovimo įrankius veikia skirtingi dilimo mechanizmai, todėl norint didinti našumą, mažinti apdirbimo išlaidas ir taupyti įrankines medžiagas, būtina tikslingai parinkti įrankines dangas, efektyviai mažinančias dilimą, bei užtikrinančias stabilų ir „lengvą“ pjovimo procesą.
Kietlydinio įrankių su PVD dangomis Al, Cr ir Ti pagrindu elgsena apdirbant ąžuolo medieną nėra tyrinėta. Ąžuolo mediena pasižymi aukštu kietumu yra išskirtinė savo ekstraktine medžiaga taninų rūgštimi. Todėl šio tyrimo tikslas – ištirti PVD metodais suformuotų AlCrN, AlTiN, TiAlN, CrN ir TiCN dangų mechaninių ir tribologinių savybių įtaką įrankių dilimui pjaunant ąžuolo medieną. Laboratoriniais tyrimais nustatytos pagrindinės T06MG kietlydinio be ir su PVD dangomis (AlCrN, AlTiN, TiAlN, CrN ir TiCN) tribologinės charakteristikos. Ištirtas PVD dangomis dengtų T06MG kietlydinio, medienos frezavimo pjoviklių, atsparumas dilimui realiomis, pramoninio naudojimo, sąlygomis. Nustatyta, kad ąžuolo medienoje esanti taninų rūgštis sukelia kietlydinio WC-Co ir PVD dangų koroziją. Pagal laboratorinių ir gamybinių bandymų rezultatus, nustatyti du veiksniai, turintys didžiausią įtaką dilimui pjaunant ąžuolo medieną: taninų rūgšties sukelta korozija ir abrazyvinis dilimas. Mažais trinties koeficientais išsiskiriančios, abrazyviniam dilimui ir korozijai atsparios, taninams nepralaidžios bei gerą adheziją su pagrindu turinčios CrN ir AlCrN dangos padidina pjoviklių atsparumą dilimui atitinkamai 3 ir 1.9 karto. TiCN, TiAlN ir AlTiN dangos, dėl trapumo, nepakankamos adhezijos su pagrindu ir taninų korozinio poveikio yra mažiau atsparios dilimui už kietlydinį WC-Co, todėl netinkamos ąžuolo medienos pjovimo įrankiams.
