В настоящее время не существует единого универсального метода обработки алюминиевых заготовок. Выбор конкретного способа обработки зависит от множества факторов, включая геометрические параметры детали, технические требования процесса, а также специфические условия эксплуатации.
При токарной обработке алюминиевых изделий применяются два основных типа режущего инструмента: поликристаллические алмазные инструменты (PCD) и без покрытия режущие вставки с высокой твердостью и острыми кромками.
Алюминий имеет склонность к адгезии с режущей кромкой инструмента, что приводит к образованию нароста на поверхности обрабатываемой детали. Данный нарост негативно влияет на качество обработки и сокращает срок службы инструмента. Более того, алюминий является абразивным материалом, что при высоких скоростях резания или обработке больших площадей поверхности может вызвать ускоренный износ режущей кромки.
Для минимизации нароста и увеличения срока эксплуатации инструмента рекомендуется использовать режущие вставки с большим передним углом и острыми кромками. Дополнительно, гладкое покрытие на поверхности вставки способствует эффективному удалению стружки и предотвращает образование заусенцев.
Компания Walter предлагает покрытие WNN10, состоящее из мелкозернистой подложки из углеродистой стали и плотного покрытия TiAlN толщиной 2 мкм. Покрытие наносится методом физического осаждения из паровой фазы (PVD), что обеспечивает получение очень тонкого и гладкого слоя.
Применение покрытия WNN10 позволяет обеспечить плавный отвод стружки, уменьшить нарост и увеличить срок службы инструмента по сравнению со стандартными углеродистыми стальными вставками без покрытия. В отдельных случаях срок службы может быть увеличен вдвое.
Альтернативным вариантом покрытия является алмазоподобный углеродный слой (DLC), который имитирует свойства алмаза, присущие PCD-инструментам. Данное покрытие обладает высокой степенью гладкости и твердости, что способствует уменьшению нароста и увеличению срока эксплуатации инструмента.
Режущие вставки без покрытия характеризуются более острыми кромками и являются предпочтительным выбором для обработки алюминиевых заготовок. Они особенно эффективны при использовании полированных вставок или PCD-инструментов, содержащих высокий процент кремния.
Без покрытия инструменты демонстрируют меньшую износостойкость при обработке алюминия с содержанием кремния более 13%. В таких случаях рекомендуется использование PVD-инструментов для увеличения срока службы. При содержании кремния менее 7% могут применяться мелкозернистые углеродистые стали без покрытия; при более высоком содержании кремния целесообразно использовать PCD-инструменты.
Износ инструментов без покрытия имеет свои особенности, при этом боковой износ становится значимым фактором. Вставки h20 от Sandvik без покрытия обладают хорошей износостойкостью и острыми кромками, что делает их подходящими для черновой и чистовой обработки алюминиевых сплавов.
