Βελτιστοποίηση τεχνολογικών και γεωμετρικών παραμέτρων PVD επικαλυμμένων εργαλείων σκληρομετάλλου για την αύξηση της κοπτικής ισχύος τους
Creators: name: Σκορδάρης, Γεώργιος Ναούμ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2005
Subjects: PVD επικαλυμμένα εργαλεία σκληρομετάλλου
PVD coated cemented carbide tools

description: Στην παρούσα διδακτορική διατριβή εξετάστηκαν τρόποι για την αύξηση της απόδοσης κοπής PVD επικαλυμμένων εργαλείων σκληρομετάλλου. Oσον αφορά τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του κοπτικού εργαλείου, το μέγεθος της ακτίνας καμπυλότητας της κοπτικής ακμής και ο τρόπος κατασκευής της διερευνήθηκαν. Η απόδοση κοπής των εργαλείων, των οποίων η ακτίνα καμπυλότητας διαμορφώθηκε με επίτριψη εν αντιθέσει με μικροκοκκοβολή, βελτιώνεται καθώς μεγαλώνει το μέγεθος της ακτίνας καμπυλότητας. Επιπλέον μελετήθηκαν μηχανικές κατεργασίες που χρειάζεται να λάβουν χώρα στα υποστρώματα σκληρομετάλλου, ώστε να επιμηκυνθεί η διάρκεια ζωής του επικαλυμμένου εργαλείου. Η μικροκοκκοβολή κρίνεται ως απαραίτητη κατεργασία. Ωστόσο, η βελτίωση τόσο της συνάφειας όσο και της αντίστασης σε φθορά είναι μεγαλύτερη στην περίπτωση που η μικροκοκκοβολή διεξαχθεί σε στιλβωμένα υποστρώματα εν συγκρίσει με τα λειασμένα. Πεδίο έρευνας αποτέλεσε η δυνατότητα επαναχρησιμοποίησης φθαρμένων επικαλυμμένων πλακιδίων σκληρομετάλλου μέσω μιας μεθοδολογίας που περιλαμβάνει την ηλεκτροχημική απομάκρυνση της επικάλυψης και τη μικροκοκκοβολή του υποστρώματος. Η μεθοδολογία συνιστάται να εφαρμόζεται σε εργαλεία με υψηλό ποσοστό κοβαλτίου. Επιπρόσθετα διερευνήθηκε η μεγιστοποίηση της απόδοσης κοπής κοπτικών εργαλείων μέσω διεξαγωγής ανόπτησης ή μικροκοκκοβολής στην ίδια την επικάλυψη. Η επίδραση της διάρκειας ανόπτησης σε θερμοκρασία εναπόθεσης πάνω στην απόδοση κοπής επικαλυμμένων εργαλείων εξαρτάται από το πάχος της επικάλυψης. Επίσης αύξηση της διάρκειας ζωής επιτυγχάνεται μέσω μικροκοκκοβολής των PVD επικαλύψεων, εναποτεθειμένων σε υποστρώματα με κατάλληλα χαρακτηριστικά τραχύτητας. Τέλος αναπτύχθηκε μέθοδος για την εύρηση της διαβάθμισης των μηχανικών ιδιοτήτων λόγω διάφορων κατεργασιών, βασιζόμενη σε συνεχή FEM προσομοίωση της νανοδιείσδυσης
description: The research activities of the present work were concentrated on optimizing the cutting performance of PVD coated cemented carbide inserts. Thus the effect of the cutting edge roundness and its manufacturing procedures on the coated tool performance was investigated. The wear behaviour of the cutting edge radii manufactured by honing in comparison to the corresponding ones by means of micro-blasting is significantly enhached, whereas the cutting edge radius increasing can lead to a higher tool life. Moreover, the optimization of the cutting performance of the coated cemented carbide inserts after various substrate mechanical treatments such as micro-blasting, lapping or their combinations was examined. The results show a significant cutting performance improvement through coating adhesion enhancement, induced by substrate mechanical treatments. The possibility of reconditioning of worn coated cemented carbide tools was investigated. In order to avoid an inferior cutting performance of recoated tools compared to the corresponding one of tools for the first time coated, cemented carbides with higher Co-contents are recommended. The potential to increase the cutting performance of PVD coated inserts with different film thicknesses through annealing at deposition temperature was examined. In this way, an annealing durations dependent on the coating thickness can be predicted, enhancing the tool wear resistance. Furthermore the feasibility of increasing the wear resistance of cemented carbide tools through micro-blasting of their PVD-coatings was investigated. The results reveal a tool life growth through micro-blasting of coatings, deposited on substrates with appropriate roughness characteristics. Finally, an algorithm was introduced with the aid of a FEM continuous simulation of nanoindentation enabling the determination of graded strength properties