É essencial otimizar o desempenho usando as ferramentas certas na usinagem, o que é essencial para resultados satisfatórios. Este guia se preocupa com os revestimentos de fresa de topo que melhoram o desempenho para alumínio, que efetivamente estendem a vida útil da ferramenta e melhoram o acabamento da superfície e o desempenho geral do corte. Como muitas alternativas no revestimento, o revestimento tem suas vantagens, como as propriedades e a finalidade deste revestimento que precisam ser conhecidas antes de selecionar um. Este artigo examina como o metal revestimentos de fresas afetam o alumínio materiais e quais fatores ou considerações considerar ao comprar um revestimento para seu propósito específico. Considerando todos esses critérios, no final deste guia, você estará mais preparado para elevar seus processos de usinagem e aumentar a eficiência usando o revestimento mais adequado para seus requisitos específicos.
Qual é o melhor revestimento para fresas de alumínio?
Compreendendo os diferentes tipos de revestimento
Alguns revestimentos padrão aplicados a fresas de alumínio ajudará a entender melhor o preferido. Os revestimentos mais comuns são:
- TiAlN (Nitreto de Alumínio e Titânio): Este revestimento melhora a resistência ao desgaste e ao calor, tornando as ferramentas adequadas para usinagem de alumínio em alta velocidade. A tolerância de temperatura aumentada dá às ferramentas menos arestas postiças, aumentando sua vida útil.
- TiN (Nitreto de Titânio): O TiN é conhecido por sua cor dourada e é usado para aumentar a dureza e a resistência ao desgaste. É adequado para aplicações que exigem efeitos térmicos moderados e pode ser denominado para fins gerais, pois atinge um equilíbrio razoável entre preço e desempenho.
- O revestimento AlTiN (nitreto de alumínio e titânio) é um dos revestimentos de ferramentas mais comuns devido à sua capacidade de corte de alumínio aprimorada.: Além disso, equipado com alta dureza e excelente resistência à oxidação, o AlTiN é usado em usinagem a seco e corte de alta velocidade. Este revestimento melhora o desempenho em reclamações de usinagem nas quais ligas de alumínio são difíceis.
- Revestimentos de Diamante: A maioria dos poros não metálicos do revestimento Revestimento de carbono não ferroso tipo diamante (DLC), pontos de índice de resistência ao desgaste de 82:1, atrito ideal. Filmes finos precisam de parâmetros de usinagem originais a serem seguidos para atingir seus benefícios completos.
Para resumir, a seleção do revestimento depende principalmente das circunstâncias específicas da usinagem, do tipo de material da ferramenta usada e dos resultados desejados. Portanto, é essencial avaliar os parâmetros distintos de cada tipo de revestimento antes da seleção.
Benefícios do revestimento de nitreto de titânio e alumínio (TiAlN)
Revestimentos de nitreto de alumínio e titânio (TiAlN) fornecem inúmeros benefícios em relação ao desempenho operacional onde quer que sejam implantados. Primeiro e mais importante, sua alta estabilidade térmica permite cortar a peça de trabalho em velocidades mais altas, reduzindo assim o tempo de ciclo diretamente relacionado à produtividade. Isso é muito importante quando se tem que realizar usinagem de alta velocidade, o que é impossível com revestimento comum devido ao calor excessivo. Além disso, a resistência ao desgaste das ferramentas de corte devido ao revestimento de TiAlN é impressionante, o que por sua vez significa menos interrupções durante a produção devido a trocas de ferramentas. Isso é benéfico não apenas para melhorar a eficiência, mas também para minimizar o custo geral de produção. Além disso, o revestimento de TiAlN, que pode fornecer alta resistência à oxidação devido à formação de camadas de óxido protetoras em temperaturas elevadas, é eficaz no corte a seco e na usinagem de materiais duros. Em geral, a aplicação de revestimentos de TiAlN em ferramentas pode melhorar significativamente todo o processo de usinagem, melhorando a qualidade do acabamento da superfície a qualquer momento.
Vantagens do revestimento de nitreto de zircônio (ZrN)
Os revestimentos de nitreto de zircônio (ZrN) são vantajosos por inúmeras razões, tornando-os o melhor revestimento para diferentes processos de usinagem. Primeiro, a dureza do ZrN é um dos seus melhores benefícios, pois melhora a resistência ao desgaste e aumenta a vida útil da ferramenta. Essa característica permite que as ferramentas revestidas com ZrN tenham melhor tempo de corte sem afiação frequente. Devido às suas propriedades de corte eficientes, elas podem ser usadas por períodos mais longos sem substituição. Também foi estabelecido que os revestimentos de ZrN têm melhor condutividade térmica, o que ajuda a remover o calor durante a usinagem de ferramentas para que os danos térmicos à ferramenta ou peça de trabalho sejam reduzidos. A alta
O ZrN também é conhecido por sua capacidade de resistir à corrosão e, portanto, aplicabilidade em situações com oxidação e ataques químicos. Também atraente aos olhos é que o ZrN é formado com um brilho semelhante ao ouro após a aplicação nos componentes usinados. As propriedades de baixo atrito do ZrN tornam ainda mais fácil remover o material do rolamento durante operações de alta velocidade com pouca ou nenhuma lubrificação. A integração de revestimentos de ZrN em sistemas de ferramentas tem efeitos benéficos na melhoria do desempenho, redução de custos das operações e melhoria na qualidade do produto.
Como o revestimento melhora o desempenho da fresa de topo na usinagem de alumínio?
Melhorando a vida útil da ferramenta com revestimentos
Um revestimento apropriado em fresas de topo é essencial para melhorar sua eficiência durante a usinagem de alumínio. O modo primário para ganhar a proteção contra desgaste da ferramenta proporcionada pelo revestimento é principalmente pela resolução de atrito durante o corte e desgaste que diz respeito às arestas de corte da ferramenta. Por exemplo, carbonitreto de titânio (TiCN) e nitreto de alumínio e titânio (AlTiN) são exemplos de revestimentos aplicados que são bastante duros e termicamente estáveis e, portanto, podem sobreviver a condições extremas de movimento e fogo comuns no corte de alumínio.
Além disso, tais revestimentos ajudam a evitar oxidação ou reações químicas que geralmente ocorrem durante o corte de metais; no entanto, em alguns materiais, como alumínio, essas reações podem encurtar a vida útil da ferramenta. Novos revestimentos também podem incluir superfícies estruturadas nos substratos revestidos que podem facilitar o aprimoramento da remoção de cavacos e minimizar instâncias de arestas postiças (BUE). No final, maior vida útil da ferramenta, melhor eficiência do processo de usinagem e melhor qualidade das superfícies usinadas são alcançadas. A vida operacional das fresas de topo será preocupada com aplicações de usinagem de alumínio se os revestimentos adequados forem escolhidos e utilizados de forma inteligente.
Melhorando a evacuação de chips
O processo de usinagem de alumínio deve incluir a remoção adequada de cavacos, pois isso afeta diretamente a eficiência das ferramentas de corte, bem como a qualidade da peça usinada. Mesmo com revestimentos projetados, fresas de topo de geometrias complicadas, como canais ou ângulos de hélice mais altos, ainda podem remover cavacos rapidamente. Isso também ajuda a reduzir o desgaste da ferramenta e estende sua vida útil, pois há menos acúmulos explosivos de cavacos, o que leva ao superaquecimento da ferramenta quando afetada pelos cortes. Além disso, revestimentos texturizados podem melhorar o fluxo de cavacos para fora da zona de corte, reduzindo o risco de BUE. A remoção eficiente de cavacos leva os fabricantes a aumentar toda a eficácia operacional, bem como o nível de desenvolvimento da superfície, ajudando assim a aumentar a produtividade dos processos de usinagem.
Maior Lubricidade e Redução de Calor
As operações de fresamento de topo empregam tratamentos de superfície aprimorados por meio de técnicas de revestimento para aumentar a lubrificação da superfície, o que desempenha um papel vital no corte de materiais de alumínio. Esses revestimentos normalmente incorporam lubrificantes de design específico para cortar o contato de atrito durante o processo de corte e, portanto, o calor produzido durante a operação. A quantidade de calor que se acumula nas operações ajuda a manter o desempenho do equipamento de corte e reduz a distorção de calor exibida na peça de trabalho. Os operadores diminuem a probabilidade de desgaste e quebra das ferramentas, o que prolonga seu tempo de trabalho. Consequentemente, há maiores retornos para os fabricantes em termos de produção mais excelente, melhoria no desempenho das ferramentas e melhor usinagem como um todo.
Quais fatores devem ser considerados ao selecionar uma fresa de topo para alumínio?
Material da fresa: carboneto vs. aço rápido
Ao procurar uma fresa de topo para usinar alumínio, uma decisão entre carboneto e aço rápido (HSS) é crucial. As fresas de topo de carboneto são bem conhecidas por sua alta resistência e resistência à abrasão e são bem adequadas para operações de alta e altíssima velocidade. As peças não críticas nos suportes W e P estenderam o uso dessa vantagem sobre o HSS, pois mantêm suas arestas de corte por mais tempo, levando à vida útil da ferramenta e à eficiência aprimorada durante usinagens complicadas. Além disso, as ferramentas feitas de carboneto podem manter sua dureza mesmo após a exposição a temperaturas muito altas, o que é uma vantagem adicional ao cortar ou usinar materiais como o alumínio, que tende a causar um alto aumento no calor.
Por outro lado, com relação às fresas de topo HSS, sabe-se que seus custos são menores e são mais fáceis de afiar, mas, geralmente, a eficiência de desgaste é menor em comparação com ferramentas de carboneto. As fresas de topo HSS são aplicáveis para operações com velocidades de corte mais baixas, etc. Quando a precisão não é crítica, especialmente com um tipo de revestimento para usinagem de alumínio, mas com o tempo, o uso de fresas de topo HSS pode levar a uma diminuição na produtividade e exigir trocas mais frequentes. Conclui-se que para usinagem de alumínio de matriz, independentemente da tolerância de paralelismo ou eleição, as fresas de topo de carboneto são geralmente a escolha favorável entre muitos outros fatores, particularmente eficiência e produtividade.
Número de Flautas e Ângulo da Hélice
Muitos aspectos da fresa de topo precisam ser avaliados ao escolher uma especificamente para alumínio, incluindo o número de canais e o ângulo da hélice. É prática comum usar fresas de topo de dois canais para usinar alumínio, pois elas permitem melhor evacuação de cavacos, diminuem as chances de recorte de cavacos e também promovem taxas de alimentação mais rápidas, que são críticas para garantir eficiência e corte suave durante as operações de fresamento.
Além dos recursos com relação ao foco no conteúdo da montagem, os ângulos da hélice, por sua vez, tornam-se extremamente valiosos; para alumínio, ângulos de hélice de 35-40 graus são preferidos em comparação com cortadores de hélice usuais, já que o alumínio é um material relativamente mais macio do que a maioria, pode ter suas vantagens para a ação de corte. Portanto, esse recurso de design reduz as forças de corte, o que deixa a peça de trabalho livre de distorção. Por outro lado, ângulos de hélice mais baixos são ideais para cortar materiais mais duros. Ainda assim, em aplicações de cortador, peças de trabalho de alumínio podem causar muito contato de calor, o que pode dificultar o processo de usinagem. Por esse motivo, quando confrontado com a necessidade de. — escolher uma fresa de topo. É aconselhável preferir os dois designs de canais com um ângulo mais alto.
Importância da taxa de alimentação e RPM adequadas
A taxa de avanço e as revoluções por minuto (RPM) são consideradas fatores-chave que influenciam a eficiência da usinagem, bem como a superfície do alumínio trabalhado. É importante ter uma taxa de avanço adequada para garantir que a ferramenta de corte morda o material sem se preocupar com o desgaste excessivo da ferramenta ou a perda da ferramenta; isso seria muito eficiente, pois reduz o número de quebras da ferramenta. Quando a taxa de avanço é excessiva, no entanto, ela tende a aumentar a quantidade de força que precisa ser aplicada e, portanto, isso limita a qualidade dos resultados do trabalho, e pode haver distorções da peça de trabalho. Por outro lado, quando a taxa de avanço é muito baixa, não há remoção adequada do material, resultando em tempos de ciclo mais longos do que o normal.
Como tal, é essencial escolher o valor de RPM apropriado para atingir velocidade de corte suficiente e, simultaneamente, evitar o aquecimento da peça de trabalho além dos limites. Valores corretos de RPM melhoram o processo de usinagem, pois valores altos promovem movimento rápido através dos materiais cortados, dificultando que os materiais cortados superaqueçam ou se deformem em velocidades mais baixas. Para alumínio, máquinas rotativas com RPM alto são incentivadas, pois isso ajudará a aumentar a taxa de remoção de cavacos do material removido e lascar sem danificar a ferramenta de corte. A combinação correta da taxa de avanço e do RPM é significativa, pois ajudará a garantir desempenho e vida útil ideais nas ferramentas usadas em operações de usinagem de alumínio.
Fresas de topo sem revestimento são adequadas para alumínio?
Quando usar fresas de topo sem revestimento
Não revestido fresa de topo de metal duro fresas são úteis para cortar alumínio quando custos e desempenho precisam ser equilibrados. Sua aplicação ideal seria ao usinar graus mais macios de alumínio. É aqui que o efeito do revestimento na remoção de cavacos e atrito seria menos útil. Fresas de topo sem revestimento também aumentam a facilidade de desempenho de tarefas que exigem materiais salientes, mas não empregam material de alta temperatura devido às propriedades de condutividade do alumínio, que dissipa o calor rapidamente, mesmo sem um revestimento. Elas também são mais adequadas, especialmente em protótipos ou ambientes onde a frequência de trocas de ferramentas é alta devido ao menor preço inicial, o que pode ser benéfico. Para tais estados, ferramentas sem revestimento podem não ser bem adequadas devido à natureza do trabalho ser mais crônica e com um alvo mais abrasivo.
Comparando o desempenho de revestido e não revestido
A escolha entre fresas de topo revestidas e não revestidas dependerá muito do material usinado e das necessidades específicas da tarefa. O objetivo da aplicação da fresa de topo é aumentar a chamada oposição ao desgaste e reduzir o atrito; portanto, elas são ideais para usinagem de liga de alumínio duro e em casos em que é necessária uma vida útil mais longa da ferramenta. Revestimentos como TiAlN e estanho melhoram as velocidades de corte e a tolerância ao calor, o que ajuda a manter e até mesmo melhorar o desempenho em condições difíceis. No entanto, fresas de topo não revestidas funcionam melhor com os materiais mais macios, onde a velocidade de desgaste dos cavacos é crítica. Elas geralmente oferecem desempenho adequado para aplicações não abrasivas e de baixa produção, mas tendem a se desgastar rapidamente em processos de usinagem mais agressivos. No final, a questão de como escolher entre fresas de topo revestidas e não revestidas depende de uma situação específica do processo de usinagem, sua dureza do material, ordem de tamanho e, finalmente, custo.
Considerações de custo
Se as ferramentas empregadas na avaliação de desempenho de custo de fresas revestidas ou não revestidas devem ser dissecadas em dois componentes; o primeiro é o custo inicial de compra das fresas e, portanto, é melhor manter os revestimentos usados nas ferramentas em mente. Isso é muito frequente em fresas com revestimentos, já que o uso de materiais e processos superiores torna o custo de usinagem dessas ferramentas mais alto. No entanto, devido ao seu maior desempenho durante essas condições rigorosas de trabalho, menos paradas nas taxas de substituição de ferramentas serão experimentadas, e taxas de trabalho mais rápidas em termos de usinagem ocorrerão, o que resultará em um custo geral menor. Além disso, embora as fresas sem revestimento possam ser muito mais econômicas em relação à primeira compra, essas ferramentas podem custar mais a longo prazo, pois a substituição frequente pode ser necessária quando usadas em condições hostis. Consequentemente, para escolher a fresa mais apropriada, devemos levar em consideração o equilíbrio entre custos, expectativa de vida útil da ferramenta e requisitos de produção para a peça usinada.
Quais são as principais características das fresas projetadas para alumínio?
Ligas de Alumínio Especializadas
Na usinagem de ligas de alumínio especializadas, vários tipos de fresas são fabricados considerando as características desses materiais, como diferenças em resistência, dureza e condutividade térmica, que podem ocorrer na mesma peça de liga. Características específicas dessas fresas consistem em modificações geométricas, como estruturas de passo variável e entalhes não retos, que aumentam a remoção de cavacos e diminuem as chances de uma aresta postiça. Além disso, o uso de revestimentos como TiAlN ou ZrN pode ajudar a aumentar a resistência ao desgaste e ao choque térmico, que são necessários quando ocorre corte em alta velocidade. Foi descoberto que um ângulo maior, quando usado para cortar, deixa uma superfície mais limpa com um mínimo de vibração. No final, o desempenho eficiente de uma fresa para uma liga de alumínio especial depende da liga que está sendo trabalhada e das condições de corte aplicadas, particularmente do revestimento da ferramenta usado.
Fresas de topo de alto equilíbrio para estabilidade
Fresas de topo de alto balanceamento são fabricadas de uma forma adequada para corte de metal em alta velocidade quando a estabilidade é de extrema importância. Essas ferramentas têm uma forma sofisticada que minimiza a tendência de vibração e garante funcionalidade constante essencial para tolerâncias apertadas. Geometria de ponta de corte balanceada e posicionamento apropriado da ponta de corte são algumas das características vitais de cada ferramenta de corte, que ajudam a obter menos desvio e maior vida útil. Além disso, o material de construção das fresas de topo também pode incluir materiais redutores de vibração que ajudam ainda mais a estabilizar a ferramenta. Particularmente na usinagem de alumínio, essas fresas de topo melhoram a qualidade do acabamento da superfície e a taxa de avanço de corte, melhorando assim a produtividade. Portanto, escolher fresas de topo de alto balanceamento é crucial ao realizar operações de costura sensíveis e críticas.
Diamante e outras opções de revestimento
Revestimentos de diamante, especialmente diamantes policristalinos (PCD), encontram muitas aplicações na usinagem de materiais não ferrosos e compósitos devido às suas propriedades de alta dureza e resistência ao desgaste. Tais revestimentos diminuem o atrito e cortam o calor, aumentando assim a vida útil da ferramenta e a qualidade das peças usinadas. Além disso, as ferramentas de PCD também têm boa condutividade térmica, o que ajuda a se livrar do calor excessivo gerado durante a operação dessas ferramentas em altas velocidades.
Slao, existem revestimentos alternativos de tecnologia superior, como o Carbono tipo diamante (DLC), que contribui para maior dureza e menores coeficientes de atrito. Outros revestimentos, incluindo Carbonitreto de Titânio (TiCN) e Nitreto de Cromo (CrN), recebem mais do que simplesmente benefícios na extensão da vida útil das ferramentas e na redução da aderência do material às peças de trabalho e suas superfícies para facilitar o corte ou desgaste abrasivo. A seleção de um revestimento deve ser consistente com os parâmetros operacionais, como processos de usinagem, peças de trabalho e possíveis objetivos de melhoria de desempenho e durabilidade das ferramentas.
Fontes de referência
Perguntas frequentes (FAQ)
P: Quais são os melhores revestimentos para fresas de topo ao usinar alumínio?
R: Alguns dos revestimentos esperados para fornecer o melhor desempenho na usinagem de ligas de alumínio com fresas de topo incluem AlTiN (revestimento de Nitreto de Titânio e Alumínio drenado), TiCN (revestimento de Carbonitreto de Titânio) e TiB2 (revestimento de Diboreto de Titânio). Todos esses revestimentos possuem propriedades de resistência ao calor aprimoradas, desgaste da lâmina de corte e melhor desempenho da vida útil da ferramenta durante o corte de materiais de alumínio. Os revestimentos de diamante também são muito adequados para aplicações de fresamento de alumínio, pois têm boa resistência ao desgaste e permitem velocidades de corte mais rápidas.
P: O que é o revestimento AlTiN e como ele funciona durante uma operação de fresagem de alumínio?
R: Os revestimentos AlTiN têm bom desempenho em fresamento de alumínio e ainda mais em usinagem de alta velocidade. Ele fornece alta resistência ao calor e dureza que auxilia na preservação da aresta de corte da ferramenta mesmo durante operações CNC. No entanto, esse revestimento pode não ser adequado para alguns materiais de alumínio, ligas de alumínio notavelmente mais macias, e isso ocorre porque o AlTiN pode resultar em degradação agravada da aresta postiça.
P: Qual fresa de topo é a mais adequada para usinagem de alumínio?
R: Ao usinar alumínio, as fresas de topo mais usadas tendem a ser de dois ou três canais. As fresas de topo têm espaços ampliados na construção do canal para evacuar cavacos durante as operações de corte de alumínio. Fresas de topo de metal duro sólido de alta hélice com canais polidos são as ferramentas mais úteis para trabalhar com alumínio. Fresas de topo quadradas são geralmente usadas para processos de fresamento de alumínio.
P: Como o material de alumínio afeta a seleção de um revestimento de fresa?
R: Aqui, o tipo de material de alumínio sendo usinado é um fator-chave na escolha do revestimento da fresa de topo. Por exemplo, ferramentas de corte em ligas de alumínio forjado podem não exigir revestimentos ou revestimentos de TiB2; o alumínio fundido provavelmente teria um revestimento de AlTiN ou TiCN. A dureza e o auxílio na determinação da abrasividade do material de alumínio ajudam a selecionar o revestimento mais adequado para aumentar a vida útil da ferramenta e o desempenho de corte.
P: Quais são as vantagens de usar fresas revestidas ao usinar alumínio?
R: Na usinagem de alumínio, fresas de topo revestidas oferecem várias vantagens para os usuários finais, como maior resistência ao desgaste, melhor remoção de calor e menor atrito. Essas vantagens resultam em acabamentos de superfície aprimorados, maiores velocidades de corte e maior vida útil da ferramenta. Outros revestimentos também ajudam a minimizar as chances de aresta postiça, que é um problema persistente na usinagem de alumínio. No geral, o uso de fresas de topo revestidas melhora o desempenho na fresagem CNC e também aumenta a quantidade de material que é removido.
P: Como os revestimentos de alumínio-cromo se comparam a outras opções para fresas de topo?
R: Revestimentos de alumínio-cromo, como AlCrN, têm boas características quando usados para usinar alumínio, pois gerenciam efetivamente os cavacos de alumínio. Suas propriedades de dureza e a capacidade de resistir ao calor ajudam a estender a vida útil da ferramenta. No entanto, no desempenho de liberação de cavacos e prevenção de arestas postiças sobre a superfície usinada, os revestimentos de alumínio-cromo estão bem abaixo de revestimentos especializados como TiB2 ou diamante. A escolha entre alumínio-cromo e outros revestimentos apresenta muita diversidade, especialmente em relação aos parâmetros de usinagem e ao tipo de alumínio que está sendo usinado.
P: Quais fatores os maquinistas devem considerar ao decidir sobre um revestimento de fresa para alumínio?
R: Vários fatores devem ser considerados ao selecionar um revestimento de fresa de topo para alumínio, como a liga de alumínio a ser usinada, as velocidades de corte e avanços, o uso de refrigerante e os requisitos de acabamento de superfície. Além disso, o maquinista deve considerar a rigidez do centro de usinagem CNC, o grau de complexidade da peça CNC e a taxa de remoção de material aceitável. Todos esses fatores são úteis, especialmente ao escolher o revestimento mais adequado para obter otimização da vida útil da ferramenta, eficácia de corte e usinagem eficaz.
P: Como a aplicação ou não de refrigerante afeta o funcionamento de fresas revestidas ao fresar alumínio?
R: A aplicação de refrigerante é conhecida por ter um efeito muito mais prejudicial no uso de fresas de topo revestidas no processo de fresamento de alumínio do que vários outros fatores. A aplicação correta do refrigerante estende a vida útil da ferramenta e ajuda a remover o calor e os cavacos da zona de corte. Foi demonstrado que alguns revestimentos como o TiB2 funcionam melhor quando borrifados com refrigerante porque aumentam as propriedades de lubrificação necessárias para trabalhar com cavacos de alumínio. No entanto, outros revestimentos são talvez mais adequados para usinagem a seco ou métodos MQL. Esse ajuste de estratégia de revestimento-refrigerante deve ser alcançado em repouso, e concluir isso, especialmente em qualquer aplicação de usinagem de alumínio, vale a pena fazer.
