-
پوشش‌هاي نيتريدكروميم
در اين مقاله به بررسي مزايا و منافع استفاده از پوشش‌هاي جديد CrN بر روي ابزارهاي فرم‌دهي ، قالب‌هاي كشش و لبه ابزارهاي برشي پرداخته خواهد شد. اين پوشش نسبت به ساير پوشش‌ها دوام و عمر مفيد بيشتري داشته و افزايش دماي ابزار در حين كار را به حداقل ممكن مي‌رساند و از پيچيدگي و تغيير شكل ابزار نيز جلوگيري نموده و نسبت به ديگر روش‌هاي پوشش‌دهي و اثرات و عوارض جانبي ناشي از بوهاي نامطبوع آن مزيت داشته و فاقد آن مي‌باشد. در ادامه به دو مورد از گواهي و تصديق كاربران اين ابزارها خواهيم پرداخت.
اين ابزارها نسبته به نوع مشابه از لحاظ فاصله زماني جهت تعمير ، بازسازي و تيز كردن مجدد ، زمان را دو برابر مي‌نمايند يعني دوام و پايداري فرم ابزار دو برابر مي‌گردد. اين مزايا حتماً شما را متقاعد خواهد كرد كه همه قالب‌هاي خود را به اين پوشش مجهز گردانيد.
حال ببينيم در شركت Beckett Gas در اين خصوص چه تغييراتي رخ داده است. اين شركت از ورق‌هاي فولادي داراي روكش آلومينيوم جهت ساخت مشعل‌هاي گازي به روش استمپينگ استفاده مي‌نمايد. طبق گزارشات اين شركت از بزرگترين تأمين‌كنندگان مشعل گازي براي آبگرمكن‌ها و كورها مي‌باشد كه ساليانه حدود 30 ميليون قطعه در سال با استفاده از هفت پرس چند مرحله‌اي از 100 تن تا 600 تن و سي پرس تك‌ايستگاهي تولدي مي‌نمايد. تقريباً برخي از قالب‌هاي مرحله ساليانه حدود چهار ميليون قطعه توليد مي‌كنند.
براي شكل‌دهي شيت‌هاي نورد سرد شده و مجهز به روكش آلومينيوم كه خيلي از آنها ضخامت‌شان 035/0 اينچ مي‌باشد ، ما را بر آن داشت كه به تحقيق و بررسي در خصوص انتخاب فولادهاي ابزار و روكش‌هاي مربوطه ، بپردازيم. پوشش آلومينيوم بر روي ورق‌هاي فلزي تمايل به ايجاد ساييدگي در قالب را افزايش مي‌دهد. در گذشته شركت Beckett براي ابزارهاي خود از فولاد D2 استفاده مي‌نموده است كه اغلب براي قالب مشعل‌هاي ساده به كار مي‌برده است كه پس از هر 60 تا 80 هزار قطعه‌اي كه با آن مي‌زدند ، آن را بازسازي و تيز مي‌نمودند.
سپس شركت تصميم گرفت از فولادهاي ابزار توليد شده به روش متالوژي پودر (PM) استفاده نمايد. اين تغيير و استفاده از اين فولاد‌ها عمر ابزارها و در نتيجه فاصله زماني تيز كردن و بازسازي ابزار و قالب‌ها را دو برابر نمود. ايجاد يك پوشش چند لايه‌اي از جنس TiCN بر روي فولادهاي ابزارهاي ساخته شده به روش متالوژي پودر (PM) ، نيز عمر ابزار را 50% ديگر افزايش داده و اين امكان را فراهم مي‌كند تا بتوان بدون تعمير و بازسازي و تيز كردن ابزار تا تعداد 200000 تا 220000 را فرم‌دهي كرد كه در حالت قبل كه ابزار از PM وليكن بدون پوشش بود تعداد 60 تا 80 هزار قطعه بوده يعني حدود 5/2 برابر بيشتر قطعه توليد شده است.
آقاي Roth مي‌گويد : ما اين نوع پوشش را حدود 4 سال است كه با موفقيت به كار برده‌ايم و اين نوع پوشش به روش رسوب‌دهي فيزيكي بخار صورت گرفته است (PVD) و پس از آن پوشش جديدي به همان روش از جنس نيتريدكروميوم معروف به ST3 بر روي ابزارهاي فرم‌دهي و برش مورد استفاده در قالب‌هاي inshot ، را به كار گرفتيم.مزيت اين پوشش جديد اين بود كه عمر قالب و ابزار را نسبت به پوشش قبلي 25% ديگر افزايش داد. همچنين اين پوشش باعث مي‌شود با توجه به اينكه تعداد قطعات توليدي و يا به عبارتي ضربات فرم‌دهي افزايش مي‌يابد ، ميزان پيچيدگي قالب و ابزار نيز به ميزان قابل توجهي كاهش يافته كه تقريباً مي‌توان از آن چشم‌پوشي نمود. فرآيند پوشش‌دهي در دماي 925 درجه فارنهايت صورت گرفته بنابراين هيچ‌گونه تغيير شكل و پيچيدگي نيز در ابزار پديدار نخواهد شد.
در تحقيقات اخير از اين نوع قالب‌هاي مجهز به پوشش‌هاي ST3 جهت فرم‌دهي كششي فولادي روكش‌دار آلومينيوم با ضخامت 035/0 اينچ و عمق 4/3 اينچ و شعاع گوشه‌ها در حد 030/0 اينچ ، استفاده موفقيت‌آميزي شده است. به گفته‌ي آقاي Roth ، پوشش آلومينيوم بر روي ورق‌هاي فولادي باعث تپش ابزار به سمت بالا مي‌شود. فرآيند پوشش‌دهي نفوذي به روش داغ بر روي ابزارهاي فرم از آسيب‌ديدگي گوشه‌هاي ابزار در اثر سايش ناشي از پوشش آلومينيوم موجود در روي مواد خام ، جلوگيري نموده و مي‌توان تا حدود 400000 قطعه را به راحتي و بدون هيچ مسئله خاصي توليد نمود.
حال به اين نكته رسيده‌ايم كه پوشش‌هاي جديد (CrN) اين امكان را فراهم مي‌كند كه تعداد قطعات را بدون نياز به تعمير و بازسازي به 600000 قطعه برسانيم. اولين قالب‌هاي ( به ويژه inshot dies) كه مجهز به اين نوع پوشش شده‌اند در سال 2002 مورد استفاده قرار گرفته‌اند و حالا تصميم گرفته‌ايم كليه قالب‌ها و ابزارهاي فرم‌دهي و ابزارهاي برشي خود را به اين نوع پوشش مجهز نماييم. در آوريل 2003 شركت تصميم به توليد اهرم سوپاپ ( چكشك) به صورت پروتوتايپ ( نمونه اوليه) با استفاده از قالب‌هاي فرم‌دهي ، گرفت. جنس اين قطعه فولاد كار سرد شده از جنس و نوع 1008 و با ضخامت 118/0 تا 121/0 اينچ مي‌باشد. در اين كار متوجه شديم كه حتي تا 100 قطعه نيز كه توليد مي‌شود بايستي قالب مجدداً پوليش و با پوشش‌هاي TiN و TiCN پوشش‌دهي شود ، و گرنه قالب دچار فرسايش و حتي ترك‌خوردگي مي‌شد.
پس از نمونه‌سازي جهت توليد انبوه ، اولين خط توليد اين قطعه در ماه مه 2003 شروع به كار نمود وليكن در اين كار مسئله اصلي سايش ابزار و قالب بود. سرانجام پس از استفاده از پوشش CrN ، عمليات ساخت چكشك با موفقيت انجام گرديد. قبل از پوشش‌دهي قالب را به خوبي پوليش داديم. ابعاد قالب به طور متوسط 6 × 3 × 3 اينچ مي‌باشد. ارتفاع پانچ به طور ميانگين 5 اينچ و به عرض 1 و طول 3 مي‌باشد. نكته جالب‌تر اينكه با استفاده از اين پوشش نياز به مصرف روانكار نيز به ميزان 25% كاهش يافت و اين در حالي بود كه هيچ‌گونه تأثير منفي در كيفيت كار و يا افزايش ميزان سايش ابزار نيز رخ نداد. پس از حصول فوايد فوق بر روي فولادهاي ابزار DC53 نيز اين نوع پوشش به كار گرفته شد كه نتيجه آن افزايش مقاومت قالب و ابزار در برابر سايش و حتي پيچيدگي و تغيير شكل گرديد. پانچ‌هاي مجهزشده به اين نوع پوشش از پانچ‌هاي كاربيدي نيز بهتر عمل كردند.
حتي پس از توليد حدود 215000 قطعه نيز با وجود پوشش اخير بر پانچ‌ها ، هيچ‌گونه خللي در كيفيت صافي سطح قطعات توليدي پديد نيامد ، در صورتي كه وقتي از دو لايه پوشش ( TiCN و TiN ) استفاده مي‌كرديم دوام تا سقف 135000 قطعه بيشتر نبود.
