Регистрация
Komatsu
Статьи по рубрикам: Лесозаготовка Лесопиление Деревообработка Сушка пиломатериалов Защита древесины Аспирация Деревянное домостроение Производство мебели Биоэнергетика
Обзоры ЛПК    Лесное хозяйство    Производство древесных плит    ЦБП    Материалы (клеи, пленки, лаки, краски)
Статьи по темам: Режущий инструмент в лесопилении и деревообработке  Производство клееных деревянных конструкций  Производство OSB  Измельчение древесины  Клеи 
Щепа  Пеллеты  Производство брикетов  Котельные на древесном топливе  Использование древесных отходов  Бытовые котлы на древесном топливе  Торрефикация 
Газогенерация  Жидкое биотопливо  Мероприятия по биоэнергетике  Аналитика по биоэнергетике  Управление лесами 
На главную страницу  
 
      
Харвестерные головки SP Maskiner
Главная страница Карта сайта Написать письмо

 




Kvarnstrands - самый острый инструмент


Проекты редакции:

Газета ЛесПромФорум

Конференции и семинары ЛПК


Конференция по плитам


Вебинары

Рыночные исследования


Springer



заглушка



CMC Texpan


ПРИОРИТЕТНЫЕ ИНВЕСТИЦИОННЫЕ ПРОЕКТЫ в ЛПК


ТРЕБУЮТСЯ АВТОРЫ


Обзоры ЛПК регионов


Статьи о предприятиях ЛПК:

Сеянга


Ангстрем


Runko Group


Гремячинский ДОК


УЛК


Лесозавод «Судома»


Русская Лесная Группа


Соломенский лесозавод


Эггер Древпродукт Гагарин


Апшеронский лес


Свеза Усть-Ижора


Слониммебель


Первая фабрика фасадов


ДОК «Декон»


Архангельский фанерный завод


Kastamonu


Череповецлес


Верфест


Креатив-мебель


ПДК «Апшеронск»


РОСТ


АВА компани


Лесосибирский ЛДК №1


Дана


Тамак


RFP Group


Виктория


Полеко


Элеон


Нархозстрой


Фабрика E1


Астар


Русьмебель


ВолСнаб


Харовсклеспром


Милароса


Первая мебельная фабрика


ТранссЛес


Енисейский фанерный комбинат


Вохтожский ДОК


ДОК «Калевала»


ЧФМК


Вышневолоцкий ЛПХ


Севзапмебель


Вельский лес


Mr.Doors


Сокольский ДОК


Мется Свирь


PlazaReal


Сарапульский лесозавод


Good Wood


Югорский ЛПХ


Тернейлес


HolzBalken


ЛПК Аркаим


Лесосибирский ЛДК № 1


ПДК Апшеронск


Лесплитинвест


ВудСтрой


Сетново (Stora Enso)


Виннэр


Сетлес (Stora Enso)


Лесозавод 25


Загрос


Миассмебель


Новоенисейский ЛХК


Монди Сыктывкарский ЛПК


Каменский ЛДК
(Алтайлес)


Светлояр


Содружество
(Алтайлес)


Брянский фанерный комбинат


МАДОК


UPM Чудово


Лесобалт


UPM Пестово


Череповецлес


ММ-Ефимовский


АВА Компани


Талион Терра
(ООО «СТОД»)


Все статьи
Рубрика Деревообработка  •  Статья по теме  Режущий инструмент

Новые упрочняющие покрытия дереворежущего инструмента

Упрочняющие покрытия дереворежущего инструмента повышают его стойкость, продлевают срок службы и ослабляют трение между инструментом и обрабатываемой заготовкой в процессе резания.

В конце 1960-х годов американские физики Сол Айзенберг и Рональд Шабот сказали новое слово в упрочняющих технологиях - первыми в мире нанесли на подложку из стали алмазоподобное покрытие. Аморфная структура тонкой углеродной пленки состояла из алмазоподобных (sp3) и графитоподобных (sp2) связей. Первые обеспечили твердость алмаза пленке, вторые - скольжение графита, что открыло широкие возможности для использования DLC-покрытий (от англ. Diamond-like Coating) в тех отраслях промышленности (машиностроении, металлообработке, обработке пластмасс и композитных материалов), где требовалось повысить прочность рабочей поверхности деталей и ослабить трение между деталями, например поршнями в двигателях и т. п.

В зависимости от технологии, используемой для нанесения покрытия, а это может быть напыление, плазменное осаждение или испарение, на инструмент наносится покрытие с характеристиками, необходимыми для применения в той или иной области.

Алмазовидные углеродистые покрытия широко используются в автомобильной промышленности как превосходная защита деталей и узлов от истирания. Такие покрытия характеризуются низкими коэффициентом трения и адгезией.

Открытие американских ученых дало импульс активному применению этой технологии в производстве режущего инструмента. Подобные покрытия, получаемые физическим осаждением паров, придают режущему инструменту износоустойчивость. Значительные успехи в этой сфере оказались возможными благодаря тому, что технический прогресс в одной области исследований дал толчок развитию других отраслей. Например, инструментальный рынок может заимствовать передовые покрытия, разработанные для автомобильных двигателей. Не так давно голландская компания Hauzer Techno Coating, специализирующаяся на парагазоосаждении, с успехом представила свою технологию трибоустойчивых* покрытий на рынке инструмента. Во многих областях использования инструмента твердость покрытия имеет решающее значение, как и хорошее сцепление покрытия с основой инструмента. Но есть и другие нужные и важные характеристики, которые может обеспечить то или иное покрытие.

Кроме того, гладкость или незначительная шероховатость поверхности инструмента могут исключить необходимость послестаночной обработки детали или свести ее к минимуму. Уменьшение шероховатости основных поверхностей режущего инструмента позволяет снизить нагрузки на него и ослабить нагрев от сил трения.

Алмазовидное углеродистое покрытие хорошо защищает от преждевременного износа сверла, пластины, фрезы, пильные полотна и диски, метчики, штампы, пресс-формы. Защищенный таким образом инструмент с успехом используется при обработке древесных и композиционных материалов.

Другим примером передачи технологии с одного рынка на другой является безводородное алмазоподобное углеродистое покрытие, обозначаемое ta-C. В ходе реализации проекта Nanocoat, предусмотренного европейской программой исследований с целью разработки наноструктурированных покрытий, получаемых с использованием экологически чистых методов осаждения, было испытано несколько разных алмазовидных углеродистых покрытий путем нанесения их на такие компоненты автодвигателя, как толкатели клапанов. Можете обратить внимание также на рекламу лезвий Gillette с алмазоподобным покрытием.

Испытания, проведенные FIAT Research Centre в г. Турине (Италия), позволили заключить, что покрытия ta-C характеризуются высокой твердостью и низким коэффициентом трения. Используя опыт, полученный при реализации проекта Nanocoat, специалистам фирмы Hauzer удалось решить проблемы адгезии ta-C. В результате появился спектр покрытий с хорошими адгезией и твердостью, которые могут применяться в промышленных масштабах.

А один из крупных игроков американского автопрома подверг защищенные этими покрытиями детали разным воздействиям. В итоге оказалось, что покрытие ta-C обеспечивает почти полное отсутствие повреждений поверхности деталей после ударных нагрузок до 2000 H. Наблюдались лишь отдельные мелкие трещины. А вот контрольное покрытие деталей было полностью удалено в результате воздействия этих ударных нагрузок.

Безводородные покрытия ta-C наносятся на подложку из стали и твердых сплавов с использованием дуговой технологии, круговой или лазерной, а также алмазоподобных структур (DLC) (см. ниже). Как правило, достигается твердость поверхности детали или заготовки 3000-7000 HV (по Виккерсу) и коэффициент трения от 0,02 до 0,1. Плюсы ta-C вместе с решением проблем адгезии делают это покрытие перспективным для защиты прецизионных режущих инструментов от износа: абразивного, химического, механического, электрического, коррозионного, электрохимического и т. п.

Алмазоподобные углеродные покрытия

Углерод - очень изменчивый элемент, что определяется разнообразием типов связей атомов углерода между собой и с другими атомами. Так, в графите атомы углерода сильно связаны в плоскости, но слабо связаны в направлении, перпендикулярном этой плоскости. Графит - мягкий, электропроводный, непрозрачный материал. А вот в алмазе у атомов углерода сильные связи во всех направлениях, и это самый твердый из известных материалов.

Алмазоподобные (DLC) покрытия состоят из атомов углерода как с алмазными атомными связями, так и с графитоподобными.

Характеристики DLC-покрытий

Высокое содержание атомов углерода с алмазными связями в присутствии графитоподобных связей обеспечивает уникальные характеристики DLC-покрытий.

Алмазоподобные покрытия отличаются набором уникальных характеристик: прочным сцеплением пленок с напыляемой поверхностью; твердостью покрытий, сравнимой с твердостью алмаза; износостойкостью, низким коэффициентом трения, химической инертностью, экологической чистотой, биосовместимостью, прозрачностью в инфракрасном диапазоне спектра, высокой теплопроводностью, коррозионной стойкостью, высоким электросопротивлением.

Твердость разных материалов и покрытий (по Виккерсу, HV): алмаз - более 9500; DLC (ta-C) - 5800-9500; TiAlN - 2300-3000; CrN - 1500-2200; HW (твердый сплав) - 1300-2000; сталь - 500-1000.

Из приведенных выше данных видно, что по свойствам алмазоподобное покрытие на основе карбида (ta-C) - наиболее приближено к алмазу по сравнению с другими известными упрочняющими материалами.

Покрытия DLC устойчивы к абразивному и химическому износу. Срок службы режущего инструмента в зависимости от условий работы возрастает в 5-10 раз по сравнению со сроком службы твердосплавного инструмента.

Экономика применения покрытия DLC для упрочнения режущего инструмента очевидна: повышается его стойкость (сокращается число переточек инструмента и расходы на переточку) и качество обрабатываемой поверхности. Так, ножи и другие режущие элементы (зубья пил и фрез), обработанные покрытием DLC, очень долго сохраняют первоначальные характеристики и, по сути, не утрачивают их до полного удаления DLC-слоя с рабочих граней режущего инструмента в результате переточек. Благодаря небольшой толщине покрытия (0,5-5 мкм) инструмент не требует дополнительных затрат на установку и переналадку оборудования.

Действительно, на сегодня нет инструмента более стойкого, чем алмазный (твердость - до 10000 HV). Достоинства алмазного режущего инструмента для деревообработки (обработки плитных и композитных материалов, а также легких металлов) очевидны, однако высокая цена и трудности с обслуживанием (высокая стоимость переточек в специализированных сервисных центрах, оснащенных электроэрозионным оборудованием) все еще значительно препятствуют широкому распространению подобного инструмента на отечественных предприятиях.

На рынке России не так давно появились режущие инструменты для деревообработки (круглые пилы, концевые фрезы) с алмазоподобным покрытием, которое в нашей стране получило название финишного плазменного упрочнения (ФПУ).

Таблица. 1. Физико-механические характеристики
алмазоподобных покрытий

Таблица. 1. Физико-механические характеристики алмазоподобных покрытий

Эффект от ФПУ при использовании карбида (ta-C) достигается за счет изменения физико-механических свойств поверхностного слоя: повышения микротвердости, снижения коэффициента трения, создания сжимающих напряжений, залечивания микродефектов на поверхности инструмента, образования на поверхности диэлектрического и коррозионностойкого химически инертного пленочного покрытия с низким коэффициентом теплопроводности.

Покрытие сочетает твердость алмаза и свойства графита (сухую смазку), оно наносится на рабочую часть корпуса пилы и непосредственно на HM-напайки зубьев режущего инструмента при температуре поверхности 100-120°С.

Например, подрезные пилы с покрытием DLC наиболее приближены к алмазному подрезному инструменту: твердость - 6000-7000 HV против 10000 HV (как у алмазных пил) или 2000 HV (как у обычных твердосплавных пил). Причем цена пил с покрытием DLC в несколько раз ниже цены алмазных пил и, как правило, всего на 20-30% выше цены обычных твердосплавных пил.

А самое главное достоинство подрезных пил с покрытием DLC состоит в том, что они точатся как обычные пилы, обычным алмазным кругом, как и твердосплавные, и не требуют специального дорогостоящего сервиса. Однако следует заметить: чтобы дольше сохранялся алмазоподобный слой, точить пилы предпочтительнее только по передней грани (для сэндвич-подрезных пил) или по задней и боковым граням (для конических подрезных пил).

Таблица 2. Расчет затрат при использовании на одной и той же
операции пил с разным напылением зубьев

Посмотреть в PDF-версии журнала. Таблица 2. Расчет затрат при использовании на одной и той же операции пил с разным напылением зубьев

В табл. 2 и ниже представлен расчет экономической эффективности при использовании обычных 24-зубных составных алмазных подрезных пил диаметром 120 (100) мм и таких же пил с алмазоподобным покрытием DLC зубьев из твердого сплава.

Давно было замечено, что при работе на больших форматно-раскроечных центрах от основной и подрезной алмазных пил в паре можно добиться максимальных показателей. Стойкость подобного инструмента гораздо выше (минимум в 50 раз), чем пил твердого сплава, и продолжительность вынужденного простоя на замену пил и их регулировку меньше, поэтому целесообразно применять алмазный инструмент при работе на качественной двусторонне-облицованной мебельной плите. Для небольших производств, использующих форматно-обрезные станки с ручной подачей, подойдет только алмазная подрезная пила, так как она делает пропил глубиной примерно 1,5 мм, а на такой глубине, как правило, в плите нет никаких включений в виде песка, камней, гвоздей и прочего, поэтому риск сломать зубья, как это бывает на основной пиле с алмазными зубьями, невысок.

Сделаем расчет затрат при использовании на одной и той же операции подрезки алмазной пилы (DP) серии «Стандарт составной (сэндвич)» и подрезной пилы с HW-зубьями с покрытием DLC (также составной, сэндвич) на Z = 12 + 12.

Все исходные данные и часть расчетов для удобства пользования сведем в табл. 1.

Рассчитаем затраты и сравним их.

Затраты на обслуживание и эксплуатацию одной DP-подрезной пилы при раскрое 990 листов х 10 заточеквыше = 9900 листов и стоимости каждой заточки 2016 руб. составят: 2016 руб. х 10 заточек = 20 160 руб. Суммарные затраты, таким образом, составят: 12 200 руб. + 20 160 руб. = 32 360 руб.

При раскрое такого же числа плит HW-подрезными пилами с покрытием DLC необходимо закупить: 9900 листов : (30 х 6) : 10 переточек = 5,5 пил. Поэтому затраты при работе этой подрезной пилой и раскрое 9900 листов составят (при покупке 5,5 новых пил и их последующей заточке): (4550 руб. х 5,5 пилы) + (192 руб. х 5,5 пилы х 10 заточек) = 35 585 руб.

Экономический эффект при раскрое облицованных плит подрезными пилами, оснащенными DP-зубьями, за 15 месяцев эксплуатации составит: 35 585 руб. - 32 360 руб. = 3225 руб., что говорит о невысокой годовой эффективности подрезных пил с DP-зубьями по сравнению с пилами DLC.

А, к примеру, при работе обычными подрезными пилами при тех же условиях затраты на раскрой 990 х 10 = 9900 листов плит составят не менее 89 430 руб. в связи с их стойкостью не более двух дней, стоимостью в пределах 3500 руб. и числом переточек не менее десяти. Расшифруем эти цифры.

9900 : (30 х 2) : 10 = 16,5 пил. А затраты на эти пилы составят: (3500 х 16,5) + (192 х 16,5 х 10) = 89 430 руб.

Следовательно, прибыль от применения подрезных пил с DLC-покрытием по сравнению с использованием обычных твердосплавных пил за 15 месяцев работы составит: 89 430 - 32 360 = 57 070 руб.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что применение HW-пил с покрытием DLC вместо обычных твердосплавных пил даст хороший годовой экономический эффект.

Владимир ПАДЕРИН

Тема: Дереворежущий инструмент, Упрочняющие покрытия
Рубрика: Деревообработка
Персона: Сол Айзенберг, Рональд Шабот




Рекламная статья
{other_ad_link}

Maier






mebel-news.pro



Производство фанеры

Производство OSB

Производство ДСП

Производство MDF


Техобзоры оборудования
для производства
мебели:


Фрезерные станки с ЧПУ


Станки заусовочные


Копировально-
фрезерные станки


Станки для раскроя
плит с прижимной
балкой


Четырехсторонние
станки


Столярные
ленточнопильные
станки


Фрезерные станки


Токарные станки


Кромкооблицовочные
станки


Мембранно-вакуумные
прессы



Свежий номер журнала «ЛесПромИнформ»

Свежий номер журнала




Режущий инструмент

Производство КДК

Биоэнергетика

Измельчение
древесины


Щепа

Пеллеты

Производство брикетов

Котельные на
древесном топливе


Использование
древесных отходов


Бытовые котлы
на древесном топливе


Торрефикация

Газогенерация

Жидкое биотопливо







ЭПИ-клеи


Термодревесина


Технология
деревообработки


Цена бесперебойного
отопления



Баня по-черному


Баня по-белому


Финская сауна


Увидели ошибку -
выделите текст и
нажмите Ctrl + Enter




Мебель,  20–24 ноября, Москва      Семинар «Повышение производительности лесопильного производства и качества выпускаемой продукции, снижение брака и простоев оборудования», 28–29 ноября 2017, Санкт-Петербург

Выставки лесопромышленного комплекса (деревообработка, лесопиление, лесозаготовка, деревянное домостроение, оборудование для производства мебели, биоэнергетика)

Скачать бесплатно PDF-версии журналов Стоимость подписки на журнал

Список субъектов РФ по алфавиту

НЕКОТОРЫЕ CТАТЬИ ПО ТЕМАМ:
Лесозаготовительная техника
    ВПМ John Deere 900K    Шины для лесозаготовительной техники    John Deere 2154D    Форвардеры Komatsu 865 и 855    Скиддер и форвардер LKT-82    Лесозаготовительная техника Cat    Харвестерные головки Log Max    Щеповозы Lipe    Строительство лесных дорог в Белоруссии    Форвардер Т6920    Хлыстовая заготовка с Caterpillar    Лесозаготовительная техника Cat для сортиментной заготовки    Погрузчик Liebherr    Перегружатели Sennebogen    Лесовозы IVECO-AMT    Харвестеры ROTTNE    Харвестеры HSM    Техника для лесозаготовок Ponsse    Харвестные головки Logset TH    Манипулятор для харвестера Epsilon M160H100

Лесопильное оборудование     Многопильные станки    Измерение параметров пиломатериалов    Маркировка CE для пиломатериалов    Пиление подсушенной древесины    Поперечная распиловка    Окорка    Ленточнопильные станки    Пиление мерзлой древесины    Ленточное лесопиление    Jartek    Möhringer    USNR    Üstünkarli    WoodEye    Brenta    Baljer & Zembrod    Heinola    Лесопильное оборудование SAB    Перегружатели леса Sennebogen    Wintersteiger    Лесопильное оборудование EWD    Kara    Soderhamn Eriksson    МЕМ: Подвесное пиление древесины    Аспирация на деревообрабатывающем производстве    Маятниковые сушильные камеры Jartek    Камеры для сушки древесины BIGonDRY    Сушильные камеры Termolegno    Ваакумное оборудование для сушки древесины    Перегружатели леса и фронтальные погрузчики    Сушка древесины плодовых пород    Автоклавная пропитка древесины

Деревообрабатывающее оборудование     Эксплуатация дисковых пил    Комбинированные станки    Торцовочные станки    Оценка фуговальных фрез    Облицовка погонажа    Выбор режущего инструмента    Термодревесина    Столярные ленточнопильные станки    Производство клееного бруса    Станки фрезерные с ЧПУ    Автоподатчики    Оборудование TC Maschinenbau для производства перекрестно-клееных панелей CLT (X-Lam)    Производство палет (поддонов)    Круглопильные станки    Сарапульский лесозавод. Больше века в деревообработке    Форматно-раскроечные станки

Производство щепы и биотоплива     Рубительные машины и измельчители древесины    Шредеры    Пеллеты класса ENplus A2    Сертификация пеллет    Торрефицированные пеллеты    Использование коры    Бытовые котлы на щепе    Сжигание щепы в твердотопливных котлах    Совместное сжигание топлива    Перспективы котельных на пеллетах    Отопление пеллетами    Транспортные газогенераторы    Метан из биомассы    Топливные древесные брикеты    Производство древесного угля    Vecoplan    Nestro    Ковровские котлы    Polytechnik в Архангельской области    Рубительные машины Farmi Forest    Щепа как биотопливо в Европе    Щеповозы LIPE    Рубительные машины Bruks    Рубительная машина Maier HRL-B    Рубительные машины Teknamotor

Производство мебели     Форматно-раскроечные станки    Фрезерные станки с ЧПУ    Постформинг    Софтформинг    Копировально-фрезерные станки    Токарные станки для древесины    Заусовочные станки     Клеевые материалы для производства детской мебели    Облицовка профилированных изделий    Доска пола и паркет     Прессы и линии для облицовывания пластей    Широкоформатные принтеры    Облицовывание неплоских поверхностей    Станки для раскроя плит с прижимной балкой    Рельефный погонаж    Кромкооблицовочные станки    Корпусная мебель из профильного погонажа

Фотографии с выставок: FinnMetko    Российский лес    Elmia Wood    LIGNA    Лесдревмаш    KWF Tagung    Xylexpo    Drema    UMIDS    Woodex/Лестехпродукция    Интерлес    Interforst

Статьи о выставках лесопромышленного комплекса: Ligna 2015    Woodex 2015    Лесдревмаш    UMIDS    Xylexpo    Technodomus    FinnMetko    Российский лес    Holz-Handwerk    Лесной комплекс России    Elmia Wood

Лесопромышленный комплекс, лесная отрасль, лесной комплекс, лесозаготовительный комплекс, лесопромышленная отрасль, лесопильная промышленность, лес, лесозаготовительная отрасль, лесная промышленность, деревообрабатывающая промышленность. Статьи о лесозаготовке, деревообработке, биоэнергетике, деревянном домостроении, производстве древесных плит, лесозаготовительной технике, лесопильном и деревообрабатывающем оборудовании.

Информация по лесозаготовке, лесопилению, деревообработке
© ЛесПромИнформ, 2002−2017.
При использовании материалов активная ссылка на сайт обязательна