Инструменты с покрытием
Поверхностное покрытие наносится на основу инструмента (лезвия) с хорошей прочностью и тонким слоем материалов с высокой твердостью, высокой износостойкостью и высокой термостойкостью (таких как TN, T; C и т. д.), так что резец ( лезвие) имеет комплексную и хорошую комплексную производительность.
Быстрое развитие технологии нанесения покрытий привело к широкому использованию инструментов с покрытием. В 1969 году компании Krupp в Германии и Sandvik в Швеции успешно разработали технологию нанесения покрытия CVD и представили на рынке твердосплавные пластины с TC-покрытием, нанесенным методом CVD. В начале 70-х годов 20-го века США Р. Раншан и А. Рагуран разработали процесс физического осаждения PVD из паровой фазы и в 1981 году представили на рынке режущий инструмент из быстрорежущей стали PVD TN. В то время покрытие CVD температура процесса составляла около 1000 градусов, и ее в основном использовали для покрытия поверхности инструментов из карбида вольфрама (лезвий); Температура процесса покрытия PVD составляет 500 градусов и ниже 500 градусов, что в основном используется для покрытия поверхности инструментов из быстрорежущей стали. Позже технология нанесения покрытий CVD и PVD быстро развивалась, и был достигнут большой прогресс в материалах покрытия, оборудовании и процессах нанесения покрытия, а также в разработке технологии многослойного покрытия материалов, так что характеристики инструментов с покрытием (лезвий) были значительно улучшены. В прошлом технология покрытия PVD в основном использовалась для инструментов из быстрорежущей стали, но в последние годы, с быстрым развитием технологии покрытия PVD, ее также можно успешно использовать для твердосплавных инструментов (лезвий), что составляет половину твердосплавного инструмента. - инструменты с покрытием (лезвия). В настоящее время широко используются инструменты из быстрорежущей стали с покрытием и твердосплавные инструменты (лезвия) с покрытием, что составляет более 50% от общего использования всех инструментов.
1. Химическое осаждение из паровой фазы (CVD)
Раньше покрытия поверхности инструментов из карбида вольфрама наносились с использованием процесса высокотемпературного химического осаждения из паровой фазы (HTCVD). В системе осаждения атмосферного или отрицательного давления чистые H, CH, N, TiCL, AICL, CO и другие газы равномерно смешиваются в соответствии с составом осадка в определенном соотношении, а затем наносятся на поверхность лезвие из цементированного карбида имеет определенную температуру (обычно 1000~1050 градусов), то есть TC, TN, TCN, AL, O или их композиционные покрытия, нанесенные на поверхность лезвия. До сих пор HTCVD по-прежнему является наиболее используемым технологическим методом. Помимо HTCVD, существует также процесс плазменно-химического осаждения из паровой фазы (PCVD), который является еще одним методом нанесения покрытия на поверхность твердосплавных инструментов (лезвий), поскольку процесс нанесения покрытия температура низкая (700~800 градусов), поэтому прочность лезвия на изгиб снижается. Поскольку TC наиболее близок к коэффициенту линейного расширения материала матрицы, обычно сначала на поверхность подложки наносится тонкий слой TC, а затем TN, AL, 0, например TC-TiNTiC-AL,O,TC- ТиЦН. ИНН и так далее.
В дальнейшем в разных странах было разработано множество различных комбинаций многослойных покрытий, к которым относятся: TiCN-AL, O, TiCN-TC, TN, TCN. TC AL,O,,TICN ALO, TIN,TICN. ТИК-АЛ,О, ТИН,ТИЦН. AL,O,-TCNTiC-TICN-TIN, TN-TICN-TIN и т. д. Видно, что TCN или TN в последние годы чаще используются в качестве основного слоя из-за улучшения базового твердого сплава, например как градиентная структура. Кроме того, покрытие TN не следует использовать отдельно, поскольку твердость TiN не сильно увеличивается по сравнению с твердым сплавом, а TN необходимо использовать в сочетании с TC, TiCN, AL,O и т. д.
2. Физическое осаждение из паровой фазы (PVD)
Вначале для PVD-покрытий использовался «метод вакуумного испарения», слой пленки часто был неровным, а соединение с подложкой было недостаточно прочным, а затем «метод вакуумного магнетронного распыления» и «процесс вакуумно-плазменного напыления». были разработаны и другие процессы, и эффект был очень хороший. В настоящее время для покрытия поверхности инструмента в основном используются два последних метода.
В первые годы PVD-покрытие использовалось только для инструментов из быстрорежущей стали, а в качестве материала покрытия использовался TN. В дальнейшем процесс нанесения покрытия был усовершенствован, разработаны различные материалы покрытий и многослойные покрытия, а также получено большое количество применений на инструментах из карбида вольфрама. Эффект покрытия намного лучше, чем когда-либо. Материалы покрытия TN все еще используются, а новые материалы покрытия — TAIN и AITIN, которые используются лучше, чем TiN.
Европа имеет самый высокий уровень технологии нанесения PVD-покрытия, опережая другие страны и регионы. Среди известных производителей — 0erlkonBalzers, PVT Plasma Vacuum Technology в Германии и Unimerco в Дании. Их оборудование и технологии для нанесения PVD-покрытия являются передовыми, с широким разнообразием материалов покрытия и хорошими характеристиками ножей с покрытием и другой продукции.
