초경 공구 코팅의 특성 및 응용 분야

초경 공구 코팅은 화학 기상 증착(CVD)과 같은 방법을 사용하여 초경 인서트 표면에 내마모성 금속 화합물인 TiC 또는 TiN, HfN, Al2O3 등의 내화성 얇은 층을 적용하는 공정을 말합니다. 이렇게 하면 코팅된 초경합금 표면이 만들어집니다. 코팅 기술은 공구 성능을 향상시키는 주요 방법 중 하나입니다. 절삭 공구를 코팅하면 다양한 형태의 마모에 대한 저항성이 증가하고 공구 수명이 연장되며 가공 부품의 표면 정밀도가 향상되고 절삭 및 이송 속도가 향상되어 금속 절삭 효율이 높아집니다.

초경 코팅은 주로 절삭 공구에 사용되며 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다:

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코팅은 카바이드의 내마모성을 효과적으로 향상시키고, 피삭재와 공구 표면 사이의 마찰 계수를 줄이며, 절삭력을 감소시키고, 절삭 온도를 낮춥니다. 그 결과 공구 수명을 손상시키지 않으면서 절삭 속도를 높일 수 있습니다.

코팅 공구는 티타늄 합금 및 오스테나이트 스테인리스강과 같은 소재를 가공하는 데 적합하지 않습니다. 현재 표면 코팅 탄화물은 주로 반정삭 및 정삭 공정에 사용됩니다. 코팅 기술의 발전과 공정 개선으로 이러한 합금의 적용 범위는 더욱 확대될 것으로 예상됩니다.

다양한 코팅 소재를 기반으로 합니다, 코팅 카바이드 공구 는 다음 네 가지 유형으로 분류할 수 있습니다:

TiC 코팅 인서트;

코팅 두께: 5-7 μm;
코팅 경도: HV 3200-3250;
특징: 최초로 등장한 코팅 인서트 유형입니다. 코팅 경도가 높고 기판으로의 확산이 우수하여 코팅과 기판 사이에 강한 결합력을 제공합니다. 그러나 코팅과 기판 사이에 탈탄이 발생하며 코팅의 두께가 두꺼워질수록 탈탄이 증가합니다. 이로 인해 굽힘 강도가 감소하고 취성이 증가하며 절단 중에 칩핑이 발생하는 경향이 높아집니다.

TiN 코팅 인서트;

코팅 두께: 8-12 μm;
코팅 경도: TiC보다 낮음;
특성: TiN 코팅은 TiC 코팅에 비해 경도가 낮고 기판과의 결합 강도도 TiC에 비해 떨어집니다. TiN 코팅은 열 전도성이 우수하고 철 기반 소재와의 마찰 계수가 낮아 모서리 마모에 대한 저항성이 우수합니다. 또한 TiN 코팅은 코팅과 기판 사이에 형성되는 취성 상에 대한 민감성이 감소하여 TiC에 비해 더 두꺼운 코팅을 할 수 있습니다.

TiN-TiC 복합 코팅 인서트;

코팅 두께: 기판 표면의 첫 번째 층은 약 1μm의 두께를 가진 TiC이고, 그 다음에는 TiN 외부 층이 있습니다.
특성: 초기 TiC 층의 목적은 강력한 결합을 달성하는 것입니다. 그 다음에는 상호 침투하는 탄화물과 질화물로 이루어진 복합 코팅이 이루어지며, 외부 층은 TiN입니다. 순수 TiC 코팅에 비해 이 복합 코팅의 장점은 더 높은 열 전도성, 접착 마모에 대한 더 나은 내성, 기판과의 더 강한 결합력 등입니다. 즉, 이 복합 코팅은 TiN 코팅과 TiC 코팅의 장점을 모두 결합한 것입니다.

금속 세라믹(Al2O3) 코팅 인서트 및 이중 코팅 인서트;

전자는 카바이드 기판에 Al2O3를 코팅하는 방식이고, 후자는 TiC 코팅 인서트에 Al2O3를 도포하는 방식입니다. 이중 코팅 인서트는 5-6.7m/s(300-400m/min)의 절삭 속도와 900초의 공구 수명에서 강철 및 주철 부품을 가공하는 데 사용할 수 있습니다.

위에서 언급한 초경 인서트 기반 코팅의 경우 강철을 절단할 때 K01을 기판으로 사용하고, 주철 부품을 절단할 때 K20을 사용합니다.

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