Εξέλιξη πειραματικών-αναλυτικών διαδικασιών προσδιορισμού μηχανικών ιδιοτήτων σκληρών λεπτών PVD επικαλύψεων και διερεύνηση των μηχανισμών αστοχίας τους κατά την κοπή
Creators: name: Μιχαηλίδης, Νικόλαος Συμεών
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2002
Subjects: PVD επικαλύψεις
Νανοσκληρομέτρηση και εξαγωγή καμπύλων τάσης παραμόρφωσης
Προσομοίωση διαδικασιών με τη βοήθεια FEM μοντέλων
Διαδικασία κρούσης επικαλύψεων
Μηχανισμοί αστοχίας επικαλύψεων κατά το φραιζάρισμα
Ακτίνα καμπυλότητας κοπτικής ακμής και συνθήκες κατεργασίας
Επιφανειακή κατεργασία υποστρώματος και επικάλυψης
Ανάπτηση επικαλύψεων
PVD coatings
Nanoindentation and stress strain curves determination
Process simulation with the aid of FEM models
Coatings impact test
Coating failure mechanisms in milling
Cutting edge radius and cutting conditions
Substrate and coating surface treatments

description: Η παρούσα εργασία πραγματεύτηκε διάφορους τρόπους για την αύξηση της απόδοσης κατά την κοπή επικαλυμμένων κοπτικών εργαλείων. Οπως αποδείχτηκε η όλη διαδικασία ήταν πολυδιάστατη και ξεκίνησε με την εις βάθος διερεύνηση των κύριων μηχανισμών που επιδρούν στην αστοχία και φθορά της επικάλυψης. Η δοκιμασία επαναλαμβανόμενης κρούσης που εφαρμόστηκε, είχε σημαντική συνεισφορά στην εξαγωγή των ιδιοτήτων κόπωσης των επικαλύψεων. Η συμβολή της παρούσας εργασίας στην περιοχή χαρακτηρισμού των μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών, στην περιοχή των μηχανουργικών κατεργασιών και στην τεχνολογία των επικαλύψεων έγκειται στα ακόλουθα : 1. επιτεύχθηκε η εξαγωγή καμπύλων τάσης-ελαστοπλαστικής παραμόρφωσης υλικών και επικαλύψεων βάσει της δοκιμασίας νανοσκληρομέτρησης, μέσω του FEM αλγορίθμου προσομοίωσης της δοκιμασίας αυτής που αναπτύχθηκε 2. αναπτύχθηκε FEM μοντέλο προσομοίωσης της επικαλυμμένης κοπτικής ακμής, για την προσομοίωση της διαδικασίας αφαίρεσης υλικού, μέσω της οποίας διαπιστώθηκε η συνεισφορά των μηχανικών καταπονήσεων της κοπής, στην αστοχία της επικάλυψης και στην εξέλιξη της φθοράς. Με τον τρόπο αυτό και σε συνδυασμό με τον έλεγχο των κοπτικών ακμών μέσω του Σαρωτικού Ηλεκτρονικού Μικροσκοπίου(SEM) και μικροφασματικών αναλύσεων (EDX), κατέστη δυνατή η ποσοτικοποίηση των μηχανισμών αστοχίας και φθοράς της επικάλυψης 3. Η γνώση των μηχανισμών που επιδρούν στην κοπτική ακμή κατά την κοπή, επέτρεψε τη διερεύνηση μεθόδων βελτιστοποίησης κατάλληλων τεχνολογικών παραμέτρων και παραμέτρων κατεργασίας, για την αύξηση της διάρκειας ζωής των κοπτικών εργαλείων. Οι παράμετροι που διερευνήθηκαν και βελτιστοποιήθηκαν ήταν η ακτίνα καμπυλότητας της κοπτικής ακμής, η πρόωση, η επιφανειακή κατεργασία υποστρώματος και επικάλυψης καθώς και οι ίδιες οι μηχανικές ιδιότητες της επικάλυψης ιδιότητες της επικάλυψης μέσω κατάλληλης ανόπτησης. Η βελτιστοποίηση αυτή, επέφερε στις περισσότερες των περιπτώσεων υπερδιπλάσια διάρκεια ζωής των επικαλυμμένων κοπτικών εργαλείων
description: In the frame of the present work, various ways to increase the cutting performance of coated tools were investigated. The first aim was the in-depth examination of the coating failure and wear mechanisms. The application of the coating impact test enabled the quantification of its fatigue properties. The contribution of the present work in the area of materials mechanical properties characterization, in the field of manufacturing processes and in the coatings technology consists of the followings : 1. Coatings and the other materials stress strain curves were determined by means of nanoindentations and a developed FEM-based algorithm simulating the nanoindentation process. 2. A FEM model of the cutting application with the coated cutting edge was developed in order to quantify the contribution of the mechanical cutting loads on the coating failure and further wear propagation. This procedure in combination with SEM and EDX analyses of the applied cutting edges enabled the determination of the coating failure mechanisms, further enabled the investigation of various parameters in order to optimize the cutting performance of coated inserts. The currently investigated parameters were the cutting edge radius, the federate, the substrate and coating surface treatments and the coating appropriate annealing. The optimization of these parameters, contributed in most of the examined cases to a more than two times increasing of the coated tool life