Analýza povrchových úprav stopkových fréz

Abstract

Tato bakalářská práce hodnotí vliv dvou pokročilých povrchových úprav, suchého elektrolytického leštění DryLyte a povlakování metodou High Power Impulse Magnetron Sputtering (HiPIMS), na stopkové frézy vyrobené ze slinutého karbidu WC-Co. Byly připraveny čtyři nástroje s odlišnými povrchovými úpravami, včetně leštění DryLyte po dobu tří a šesti minut, s následným povlakováním HiPIMS nebo bez něj. Kvalita povrchu byla hodnocena pomocí 2D a 3D parametrů drsnosti, poloměru řezné hrany a vypočtené ztráty povrchu (Sfat). Vybrané nástroje byly analyzovány pomocí rastrovacího elektronového mikroskopu za účelem ověření přítomnosti kobaltu po leštění. Obráběcí testy byly provedeny na dvou hliníkových slitinách s odlišnými mechanickými vlastnostmi. Výsledky ukázaly, že tříminutové leštění zlepšilo drsnost povrchu (Sa z 0,209 µm na 0,146 µm) při zachování integrity řezné hrany. Oproti tomu šestiminutové leštění vedlo k vylamování břitu a zvýšené ztrátě materiálu, přičemž hodnota Sfat přesáhla 24000 µm. Povlakování metodou HiPIMS dále zlepšilo drsnost (Sa až na 0,130 µm) a vytvořilo topografii s převahou údolí. Kobalt po leštění zůstal na povrchu, což potvrzuje neinvazivní charakter technologie DryLyte. Nejlepších výsledků z hlediska zjemnění povrchu a stability řezné hrany bylo dosaženo kombinací krátkého leštění a následného povlakování, zatímco prodloužené leštění vykazovalo zvýšené riziko mechanického poškození.

This bachelor’s thesis evaluates the effect of two advanced surface treatments, DryLyte dry electropolishing and High Power Impulse Magnetron Sputtering (HiPIMS) coating, on shank milling cutters made from cemented carbide WC-Co. Four tools were prepared in different surface conditions, including three minute and six minute DryLyte polishing, with or without subsequent HiPIMS coating. Surface quality was assessed using 2D and 3D roughness parameters, cutting edge radius, and calculated surface loss (Sfat). Selected tools were examined under a scanning electron microscope to verify the presence of cobalt after polishing. Machining tests were performed on two aluminium alloys with different mechanical properties. The results showed that three-minute polishing improved surface roughness (Sa from 0.209 µm to 0.146 µm) while preserving edge integrity. In contrast, six-minute polishing led to edge fractures and increased surface loss, with Sfat values exceeding 24000 µm. HiPIMS coating further improved roughness (Sa down to 0.130 µm) and created a valley dominated topography. Cobalt remained on the surface after polishing, confirming the non-invasive nature of DryLyte. The combination of short polishing and coating achieved the best results in terms of surface refinement and edge stability, while prolonged polishing showed increased risk of mechanical damage.