Lớp phủ TiN vs DLC cho chốt đục lỗ: Ma sát, mài mòn và chi phí

Cả hai lớp phủ đều không tự động tốt hơn. Sự lựa chọn chính xác phụ thuộc vào chất nền đục lỗ, vật liệu phôi, bôi trơn, khe hở khuôn, tải trọng va đập, chuẩn bị bề mặt và hệ thống sơn phủ chính xác được cung cấp. Lớp phủ cũng chỉ là một phần của quyết định dụng cụ; Mối quan hệ rộng hơn giữa vật liệu đục lỗ, thiết kế khuôn, khe hở và bảo trì được đề cập trong điều này Hướng dẫn đục lỗ (suy luận).
TiN vs DLC cho Punch Pins: Câu trả lời thực tế
So sánh hữu ích nhất bắt đầu với chế độ hỏng hóc thực tế của cú đấm thay vì một con số độ cứng hoặc ma sát.
| Hệ số so sánh | TiN | DLC |
|---|---|---|
| Danh mục lớp phủ | Lớp phủ gốm titan nitride | Dòng lớp phủ gốc carbon |
| Lý do chính để xem xét nó | Bảo vệ chống mài mòn chung và bề mặt cứng đã được chứng minh | Ma sát thấp, hành vi chống dính và kiểm soát mài mòn chất kết dính |
| Xu hướng ma sát | Thường cao hơn nhiều hệ thống DLC | Thường thấp hơn, tùy thuộc vào loại DLC và điều kiện thử nghiệm |
| Abrasive wear | Thường được sử dụng khi khả năng chống mài mòn bề mặt cứng là quan trọng | Cũng có thể chống mài mòn, nhưng hiệu suất thay đổi đáng kể theo công thức DLC |
| Galling và nhặt vật liệu | Có thể làm giảm mài mòn nhưng thường không phải là lựa chọn đầu tiên khi dính nghiêm trọng chiếm ưu thế | Thường được xem xét khi mài mòn, nhặt hoặc trượt ma sát là vấn đề chính |
| Độ nhạy va đập | Phụ thuộc vào độ dày lớp phủ, độ bám dính và hỗ trợ bề mặt | Có thể nhạy cảm với va đập, ứng suất dư và biến dạng chất nền, tùy thuộc vào cấu trúc DLC |
| Phù hợp với phôi | Thường được sử dụng như một tùy chọn mục đích chung để đục lỗ và tạo hình kim loại | Thường xuyên được đánh giá cho nhôm, đồng, thép không gỉ, tấm tráng và các ứng dụng dễ bị bán tải khác |
| Thông số kỹ thuật rõ ràng | TiN là một loại lớp phủ được xác định rõ ràng hơn | Chỉ riêng "DLC" không phải là một thông số kỹ thuật hoàn chỉnh |
| Chi phí trả trước tương đối | Thường là đường cơ sở chi phí thấp hơn | Thường đắt hơn, nhưng phí bảo hiểm phụ thuộc vào bộ phim và quy trình chính xác |
| Phù hợp sơ bộ tốt nhất | Bảo vệ chống mài mòn rộng rãi với chi phí được kiểm soát | Các ứng dụng ma sát thấp hoặc chống mài mòn trong đó xe bán tải thúc đẩy thời gian chết hoặc phế liệu |
Không nên so sánh các giá trị đã xuất bản mà không có ngữ cảnh. Hệ số ma sát đo được đối với thép trong điều kiện phòng thí nghiệm khô không tương đương trực tiếp với giá trị đo được đối với vật liệu khác, dưới bôi trơn hoặc với tải trọng khác. Thận trọng tương tự cũng áp dụng cho độ cứng và kết quả mài mòn.
Tại sao DLC không thể được coi là một lớp phủ
TiN đề cập đến một hệ thống phủ titan nitride dễ nhận biết. DLC, hay carbon giống kim cương, là một họ màng dựa trên carbon.
Thuộc tính Phân loại ISO 20523 cho phim gốc carbon tồn tại bởi vì các lớp phủ này có thể khác nhau về liên kết carbon, hàm lượng hydro, các nguyên tố hợp kim, cấu trúc lớp và phương pháp lắng đọng. Các ví dụ phổ biến bao gồm:
-
a-C:H: một lớp phủ carbon vô định hình hydro hóa.
-
ta-C: một lớp phủ carbon không hydro hóa, sp³ cao.
-
Si-DLC hoặc DLC: Si: một hệ thống DLC được sửa đổi bằng silicon.
-
DLC nhiều lớp: Một lớp phủ được xây dựng với các lớp chuyển tiếp hoặc lớp xen kẽ để quản lý ứng suất và độ bám dính.
Những khác biệt này ảnh hưởng đến ma sát, độ cứng, ứng suất dư, độ dày lớp phủ, khả năng nhiệt độ, độ bám dính và hành vi va đập. Hai nhà cung cấp đều có thể báo giá "DLC" trong khi cung cấp các hệ thống khác nhau về mặt vật chất.
Do đó, một trích dẫn DLC hữu ích nên xác định:
-
Ký hiệu lớp phủ chính xác.
-
Cho dù màng được hydro hóa hay không hydro hóa.
-
Phương pháp lắng đọng, chẳng hạn như PVD hoặc PACVD.
-
Bất kỳ lớp xen kẽ hoặc tiền xử lý nào.
-
Độ dày lớp phủ.
-
Nhiệt độ xử lý.
-
Yêu cầu về chất nền.
-
Các điều kiện được sử dụng để đo ma sát, độ cứng và độ bám dính.
Các trang kỹ thuật từ các công ty sơn phủ như Liên kết ion cũng mô tả DLC như một họ có thể định cấu hình chứ không phải một vật liệu cố định. Dữ liệu được công bố của họ áp dụng cho hệ thống sơn phủ của riêng họ và không nên được coi là giá trị phổ quát.
Chế độ ma sát và mài mòn quan trọng hơn một số độ cứng duy nhất
Chốt đục lỗ trải qua một số hình thức tiếp xúc trong mỗi lần đánh. Mặt đục lỗ đi vào tấm, lưỡi cắt thực hiện hành động cắt và sườn đục lỗ trượt vào vật liệu cắt trong quá trình thâm nhập và rút ra.
Điều đó có nghĩa là một lớp phủ phải làm được nhiều hơn là kiểm tra tốt trong một so sánh độ cứng đơn giản. Nó phải được gắn vào chất nền, chịu được tải lặp đi lặp lại và chống lại cơ chế mài mòn thực tế xảy ra trong sản xuất.
Thuộc tính Phương pháp thử nghiệm mài mòn và ma sát ASTM G99 làm rõ rằng kết quả ma sát và mài mòn phụ thuộc vào các biến số như tải trọng, tốc độ, vật liệu, môi trường và cấu hình thử nghiệm. Một hệ số được công bố chỉ hữu ích khi đã biết đối diện và điều kiện.
mài mòn mài mòn: khi bề mặt chống mài mòn cứng là ưu tiên
Mài mòn xảy ra khi các hạt cứng, cáu cặn, mảnh vụn hoặc bề mặt phôi dần dần loại bỏ vật liệu khỏi cú đấm. Các dấu hiệu điển hình bao gồm trầy xước sườn, làm tròn cạnh, mất kích thước dần dần và tăng hình thành gờ.
TiN thường được sử dụng làm đường cơ sở sơn cứng thực tế cho các công cụ mà yêu cầu chính là khả năng chống mài mòn chung. Một nhà sản xuất như Voestalpine Eifeler liệt kê TiN cho các ứng dụng đục lỗ và tạo hình, nhưng dữ liệu độ cứng, ma sát và nhiệt độ được công bố của nó mô tả hệ thống TiN của riêng nó chứ không phải mọi lớp phủ TiN.
Hệ thống DLC cũng có thể cung cấp khả năng chống mài mòn mạnh, nhưng "DLC" không cho người mua biết đủ. Kết quả phụ thuộc vào cấu trúc màng, độ dày, độ bám dính, lớp xen kẽ và chất nền.
Đối với các ứng dụng mài mòn, hãy đánh giá:
-
Độ cứng của lớp phủ.
-
Độ bám dính với vật liệu đục lỗ.
-
Hoàn thiện bề mặt trước khi phủ.
-
Độ dày xung quanh lưỡi cắt.
-
Độ cứng và độ dẻo dai của chất nền.
-
Các mảnh vụn và ô nhiễm trong quá trình dập.
-
Phôi có lớp bề mặt cứng hay lớp phủ hay không.
Độ cứng giúp ích, nhưng nó không phải là một yếu tố dự đoán độc lập về tuổi thọ của dụng cụ. Lớp phủ cứng vẫn có thể bị nứt hoặc bong ra nếu bề mặt bị biến dạng bên dưới nó.
Mài mòn và mài mòn chất kết dính: khi ma sát thấp trở nên quan trọng hơn
Mài mòn chất kết dính xảy ra khi vật liệu phôi chuyển sang bề mặt đục lỗ. Vật liệu được chuyển tạo ra các điểm cao gồ ghề, làm tăng ma sát, thay đổi điều kiện cắt cục bộ và có thể làm hỏng bề mặt phôi.
Đây là điều kiện mà DLC thường trở nên hấp dẫn hơn. Các hệ thống DLC phù hợp có thể cung cấp ma sát thấp và chống dính, đặc biệt là khi nhôm, đồng, thép không gỉ hoặc tấm tráng có xu hướng bám vào cú đấm.
Nghiên cứu về các công cụ phủ DLC trong tạo hình nhôm đã cho thấy hành vi chống mài mòn mạnh mẽ trong các điều kiện thử nghiệm. Bằng chứng đó ủng hộ DLC như một lựa chọn nghiêm túc, nhưng nó không chứng minh rằng mọi bộ phim DLC sẽ loại bỏ sự khó chịu trong mọi ứng dụng đục lỗ.
TiN vẫn có thể đủ khi thu tải vừa phải, bôi trơn hiệu quả và quy trình TiN đã được chứng minh đã tồn tại. Sự lựa chọn cũng phải tính đến đánh bóng, khe hở, khả năng tương thích của chất bôi trơn, lực tước và tình trạng bề mặt phôi.
Để chẩn đoán và kiểm soát rộng hơn các điều kiện vật liệu chuyển, bôi trơn, hoàn thiện và quy trình, hãy xem Ngăn ngừa Galling Pin Đục lỗ.
Lớp phủ nào phù hợp với các ứng dụng đục lỗ khác nhau?
Vật liệu phôi là một điểm khởi đầu hữu ích, nhưng nó không nên là quy tắc lựa chọn duy nhất. Ví dụ, hai loại thép không gỉ có thể hoạt động khác nhau do độ cứng, độ hoàn thiện bề mặt, độ dày, độ bôi trơn và tốc độ sản xuất.
| Điều kiện ứng dụng | Hướng sơ bộ | Tại sao | Thận trọng chính |
| Thép cacbon hoặc hợp kim thấp bị mài mòn sườn dần dần | Cân nhắc TiN đầu tiên | Tùy chọn bề mặt cứng được thiết lập để kiểm soát mài mòn chung | Kiểm tra các mảnh vụn, cáu cặn, khe hở và hỗ trợ bề mặt |
| Thép không gỉ với pickup hoặc galling | Xem xét một hệ thống DLC cụ thể | Ma sát thấp hơn có thể làm giảm sự truyền chất kết dính | Va đập, độ bám dính của màng và bôi trơn vẫn cần được xem xét |
| Tấm nhôm với vật liệu tích tụ | DLC thường xứng đáng được đánh giá ưu tiên | Hành vi chống dính có thể làm giảm việc nhặt và hư hỏng bề mặt | Xác nhận loại DLC chính xác và kiểm tra nó trong điều kiện sản xuất |
| Tấm đồng hoặc hợp kim đồng có dấu chuyển | Xem xét DLC hoặc kiểm tra cả hai | Hành vi ma sát thấp có thể giúp kiểm soát độ bám dính | Chất lượng bề mặt và tương tác chất bôi trơn có thể thay đổi kết quả |
| Tấm mạ kẽm hoặc sơn sẵn | Chọn theo hành vi mài mòn và chuyển bề mặt quan sát được | Lớp phủ tấm có thể tạo ra các mảnh vụn, chuyển hoặc làm hỏng bề mặt | Đừng giả định cùng một câu trả lời cho mọi tấm tráng |
| Tấm cứng hoặc mài mòn với bộ thu hạn chế | Xem xét TiN hoặc hệ thống DLC tập trung vào mài mòn | Mài mòn có thể quan trọng hơn ma sát | So sánh độ bám dính của lớp phủ và độ bền của cạnh, không chỉ độ cứng |
| Dập khô với ma sát trượt nghiêm trọng | DLC có thể biện minh cho việc đánh giá | Ma sát thấp có thể làm giảm khả năng chống dính và tước | Điều kiện va đập khô có thể làm tăng ứng suất lớp phủ |
| Quá trình bôi trơn với độ mài mòn ổn định | TiN có thể cung cấp đủ giá trị | Chất bôi trơn có thể đã kiểm soát sự mài mòn của chất kết dính | Xác minh khả năng tương thích của chất bôi trơn và khoảng thời gian bảo dưỡng thực tế |
| Mài mòn hỗn hợp, pickup và sứt mẻ | Kiểm tra cả hai | Không có thuộc tính chung nào dự đoán kết quả | Khắc phục các vấn đề về khe hở, căn chỉnh và chất nền trước khi thử nghiệm |
Sunshine liệt kê TiN và DLC là lớp phủ tùy chọn cho các chốt đục lỗ tùy chỉnh. Điều đó xác nhận cả hai tùy chọn đều có liên quan đến việc cung cấp chốt đục lỗ của nó, nhưng nó không thiết lập rằng một tùy chọn là đúng cho mọi vật liệu hoặc ứng dụng được liệt kê.
Khi thử nghiệm sản xuất A/B có kiểm soát là quyết định an toàn hơn
Thử nghiệm sản xuất phù hợp khi:
-
Cú đấm cho thấy cả mài mòn và nhặt vật liệu.
-
Thông số kỹ thuật DLC không rõ ràng hoặc khác nhau giữa các nhà cung cấp.
-
Thời gian ngừng hoạt động hoặc các bộ phận bị loại bỏ tạo ra chi phí cao.
-
Phôi có lớp phủ hoặc xử lý bề mặt bất thường.
-
Rủi ro va đập hoặc tách lớp là không chắc chắn.
-
Dữ liệu ma sát của nhà cung cấp được đo trong các điều kiện khác nhau.
-
Hoạt động sẽ được tiêu chuẩn hóa trên một dây chuyền sản xuất khối lượng lớn.
Các cú đấm phủ TiN và phủ DLC phải được so sánh trong cùng một điều kiện ép, phôi, khe hở, bôi trơn và kiểm tra. Các phép đo hữu ích bao gồm:
-
Strokes cho đến một điểm hỏng hóc xác định.
-
Vật liệu tích tụ ở sườn.
-
Sự phát triển của gờ.
-
Trôi không gian.
-
Hư hỏng bề mặt phôi.
-
Tần suất làm sạch.
-
Tần suất mài lại.
-
Ngừng báo chí ngoài kế hoạch.
Các tiêu chí thất bại nên được đặt ra trước khi thử nghiệm. Nếu không, kết quả có thể bị ảnh hưởng bởi kiểm tra chủ quan hoặc các quyết định bảo trì không nhất quán.
Những gì TiN và DLC không thể khắc phục
Lớp phủ bề mặt không thể bù đắp cho một cú đấm không phù hợp về mặt cấu trúc hoặc một hệ thống khuôn được kiểm soát kém.
Mài mòn sớm, nứt hoặc tách lớp có thể do:
-
Khe hở đấm đến chết không chính xác.
-
Đấm và chết lệch.
-
Độ cứng của chất nền không đủ.
-
Độ dẻo dai của chất nền không đủ.
-
Xử lý nhiệt kém.
-
Vết mài thô.
-
Một cạnh bị hư hỏng hoặc quá sắc.
-
Tải bên.
-
Tác động quá mức.
-
Bôi trơn không đầy đủ.
-
Độ bám dính của lớp phủ kém.
-
Căng thẳng dư quá mức.
-
Độ dày lớp phủ không phù hợp.
Nếu chất nền bị biến dạng, lớp phủ phải tuân theo sự biến dạng đó. Sau đó, một màng cứng có thể bị nứt, tách ra hoặc hỏng ở giao diện. Nghiên cứu về các công cụ dập tráng và tác động theo chu kỳ cho thấy lý do tại sao độ bám dính, cấu trúc lớp, tình trạng chất nền và tải trọng lặp đi lặp lại phải được đánh giá cùng nhau thay vì riêng biệt.
Các thành phần dẫn hướng xung quanh và hệ thống căn chỉnh cũng ảnh hưởng đến tải trọng của cú đấm. Thuộc tính Hướng dẫn thành phần khuôn cung cấp bối cảnh rộng hơn về cách các cú đấm, chốt, ống lót và các bộ phận dẫn hướng tương tác.
Lớp phủ cũng không nên được coi là giải pháp cho mọi hỏng hóc cấu trúc. Đối với sự sai lệch, quá tải, độ dẻo dai không đủ và các nguyên nhân khác liên quan đến gãy xương, hãy tham khảo đục lỗ đứt gãy trong khuôn dập.
Chi phí TiN và DLC: So sánh nhiều hơn giá sơn phủ
TiN thường được coi là đường cơ sở quen thuộc, chi phí thấp hơn. DLC thường có chi phí ban đầu cao hơn vì quy trình này có thể liên quan đến cấu trúc màng chuyên dụng, xen kẽ, chuẩn bị bổ sung hoặc kiểm soát quy trình chặt chẽ hơn.
Không có tỷ lệ giá phổ quát đáng tin cậy. Chi phí thay đổi với:
-
Kích thước và hình học đục lỗ.
-
Số lượng hàng loạt.
-
Chuẩn bị bề mặt.
-
Yêu cầu đeo khẩu trang.
-
Độ dày lớp phủ.
-
Loại DLC.
-
Thiết kế xen kẽ.
-
Tước lớp phủ cũ.
-
Mài lại.
-
Yêu cầu kiểm tra.
-
Vận chuyển giữa các cơ sở sản xuất và sơn.
So sánh hữu ích hơn là tổng chi phí dụng cụ.
| Yếu tố chi phí | Tại sao điều này lại quan trọng |
| Chi phí sơn ban đầu | Xác định chênh lệch mua ngay lập tức |
| Chuẩn bị bề mặt | Có thể cần đánh bóng hoặc hoàn thiện sửa chữa |
| Khoảng thời gian dịch vụ | Hoạt động ổn định lâu hơn có thể làm giảm thay đổi công cụ |
| Tần suất làm sạch | Việc lấy vật liệu có thể yêu cầu làm sạch nhiều lần |
| Phế liệu | Nhặt, phát triển gờ hoặc hư hỏng bề mặt có thể loại bỏ các bộ phận |
| Nhấn thời gian ngừng hoạt động | Loại bỏ và thay thế dụng cụ làm gián đoạn sản xuất |
| Mài lại | Phục hồi hình học nhưng ảnh hưởng đến lớp phủ và kích thước |
| Tước và sơn lại | Thêm các bước quy trình và có thể giới hạn tần suất có thể khôi phục cú đấm |
| Kiểm tra | Kích thước quan trọng có thể cần xác minh sau khi sơn hoặc sơn lại |
Một so sánh thực tế là:
Tổng chi phí sơn, bảo trì, thời gian ngừng hoạt động và phế liệu ÷ hành trình sản xuất có thể chấp nhận được
DLC chỉ đáng để chi phí bổ sung khi giảm thu gom, bảo trì, phế liệu hoặc thời gian ngừng hoạt động vượt quá chi phí sơn phủ bổ sung. TiN vẫn có giá trị tốt hơn khi nó cung cấp khả năng kiểm soát mài mòn ổn định mà không tạo ra những tổn thất sản xuất đó.
Những gì cần xác nhận trước khi đặt hàng chốt đục lỗ tráng
Một đề xuất lớp phủ hữu ích đòi hỏi nhiều hơn một bản vẽ và các từ "TiN" hoặc "DLC".
Yêu cầu nhà cung cấp xác nhận:
-
Chỉ định lớp phủ chính xác.
-
Loại phụ DLC, nếu có.
-
Phương pháp lắng đọng.
-
Lớp xen kẽ hoặc tiền xử lý.
-
Độ dày và biến thể của lớp phủ.
-
Nhiệt độ xử lý.
-
Vật liệu nền tương thích và độ cứng.
-
Yêu cầu hoàn thiện bề mặt.
-
Chuẩn bị tiên tiến.
-
Phương pháp kiểm tra ma sát và đối diện.
-
Điều kiện thử nghiệm được bôi trơn hoặc khô.
-
Phương pháp kiểm tra độ cứng.
-
Thông tin kiểm tra độ bám dính hoặc trầy xước.
-
Các khu vực yêu cầu đeo khẩu trang.
-
Kích thước quan trọng có được kiểm tra sau khi sơn hay không.
-
Quá trình loại bỏ lớp phủ.
-
Chính sách mài lại và sơn lại.
Cung cấp cho nhà cung cấp:
-
Bản vẽ đục lỗ.
-
Dung sai tới hạn.
-
Vật liệu đục lỗ và độ cứng.
-
Hợp kim phôi.
-
Độ dày phôi.
-
Lớp phủ bề mặt phôi.
-
Giải phóng mặt bằng đấm để chết.
-
Tốc độ nhấn hoặc điều kiện hành trình.
-
Chi tiết bôi trơn.
-
Lớp phủ hiện tại, nếu có.
-
Quan sát thấy chế độ lỗi.
-
Khoảng thời gian dịch vụ hiện tại.
-
Ảnh chụp sườn mòn, sứt mẻ hoặc nhặt vật liệu.
Sunshine tuyên bố rằng chốt đục lỗ tùy chỉnh có thể được sản xuất từ bản vẽ, mẫu hoặc thông số kỹ thuật. Nó chốt đục lỗ tùy chỉnh trang liệt kê SKH51, SKH9, DC53, thép ASP và cacbua, cùng với TiN và DLC là lớp phủ tùy chọn. Trang web cũng liệt kê gia công CNC, EDM, mài và xử lý nhiệt cho các bộ phận này.
Những danh sách đó hỗ trợ một cuộc thảo luận kỹ thuật về một cú đấm phủ tùy chỉnh. Họ không tự thiết lập chính xác loại phụ DLC, quy trình phủ, dung sai sau lớp phủ hoặc phương pháp thử nghiệm dành riêng cho lớp phủ. Những chi tiết này phải được xác nhận cho báo giá riêng lẻ.
Hướng dẫn lựa chọn cuối cùng
| Cân nhắc TiN trước khi | Xem xét một hệ thống DLC được chỉ định khi | Kiểm tra cả hai khi |
| Bảo vệ chống mài mòn nói chung là mục tiêu chính | Galling hoặc nhặt vật liệu kiểm soát tuổi thọ dụng cụ | Mài mòn và mài mòn kết dính xảy ra cùng nhau |
| Mài mòn sườn quan trọng hơn dính | Ma sát thấp là ưu tiên hàng đầu | Rủi ro va đập hoặc tách lớp không rõ ràng |
| Chi phí sơn ban đầu rất quan trọng | Nhôm, đồng, thép không gỉ hoặc tấm tráng tạo ra các vấn đề về chuyển | Dữ liệu nhà cung cấp sử dụng các điều kiện thử nghiệm khác nhau |
| Ứng dụng đã có lịch sử TiN ổn định | Hư hỏng bề mặt phôi có liên quan đến việc nhặt | Thời gian ngừng hoạt động và phế liệu rất tốn kém |
| Bôi trơn đã kiểm soát sự mài mòn của chất kết dính | Nhà cung cấp xác định chính xác hệ thống DLC | Một hoạt động khối lượng lớn cần bằng chứng sản xuất |
Quyết định chính xác không phải là "TiN hay DLC nói chung". Đó là sự lựa chọn giữa hai hệ thống lớp phủ được xác định trên một chất nền đục lỗ xác định, trong một điều kiện dập đã biết.
Để xem xét hoặc báo giá lớp phủ, hãy cung cấp bản vẽ đục lỗ, vật liệu, chi tiết phôi, điều kiện bôi trơn, chế độ hỏng hóc hiện tại và lịch sử dịch vụ thông qua Sunshine's Trang liên hệ. Thông tin đó cung cấp cho nhà cung cấp cơ sở vững chắc hơn để thảo luận về TiN, DLC hoặc thử nghiệm so sánh có kiểm soát.
Được viết bởi Tonmoy
TIN TỨC
NHẬN DỊCH VỤ
Với các bộ phận chất lượng để đáp ứng mọi ngân sách và đội ngũ nhân viên thân thiện được đào tạo để làm cho chuyến thăm của bạn trở nên nhiều thông tin và không gặp rắc rối.