Téměř 95 procent břitů řezných TK nástrojů se dnes povlakuje. V případě zvýšení tvrdosti povrchu vzroste otěruodolnost nástroje, snížení třecího odporu při odvádění třísky díky mimořádně hladkému povrchu minimalizuje vytváření nárůstků a izolační účinek povlaku zvyšuje žáruvzdornost. Díky výše uvedeným přednostem lze docílit podstatně delší životnost.
Pro povlakování se v podstatě používají dvě metody: povlakování PVD (Physical Vapour Deposition) a povlakování CVD (Chemical Vapour Deposition).
Chemická depozice z plynné fáze (Chemical Vapor Deposition = CVD) je metoda používaná pro výrobu povlaků, které vykazují nízké vlastní pnutí, prostřednictvím vyvolání tepelných chemických reakcí.
Výchozí látky pro povlakování se odpaří a v plynném skupenství se přivádějí do oblasti povlakování. Plyn se poté buď rozkládá nebo reaguje s dalšími výchozími látkami a následně se usazuje na substrátu a vytváří tenký film. Tento proces může probíhat ve vakuu nebo při působení atmosférickém tlaku.
Aby se mohly nastartovat reakce na povrchu, musí se dosáhnout zahřátí substrátu až na teplotu 1000 stupňů Celsia. Tyto procesy lze urychlit pomocí plazmy, která zvyšuje reaktivitu, čímž lze snížit teplotu povlakování.
Proces CVD se používá pro depozici povlaků o tloušťce od 5 do 12 µm, v mnohých případech až do 20 µm. Používanými materiály jsou TiC, TiCN, TiN a oxidy hliníku (Al203). Povlaky lze nanášet jako jednotlivé nebo několikanásobné vrstvy.
Povlak s diamantem je speciální provedení povlaku CVD: Aplikovaný vodíkový plyn se přitom štěpí na vodíkové radikály, a to působením vysokých teplot (2000 stupňů Celsia) nebo zapálením plazma plynů. Tyto radikály poté reagují společně s rovněž aplikovaným vodíkovým plynem (většinou metan, CH4), v důsledku čehož se na povrchu substrátu vrství uhlík. Pokud se dodrží správné procesní parametry, tento uhlík sedimentuje v krystalické podobě diamantu. Diamantové povlaky jsou velmi vhodné pro obrábění značně abrazivních materiálů, jako je grafit nebo kompozitní materiály.
Povlaky CVD jsou první volbou, když se klade velký zřetel na otěruodolnost, tak jak je tomu při soustružení nerezavějících ocelí a vrtání oceli, kde silné vrstvy CVD vykazují odolnost proti vymílání. Rovněž v případě frézovacích sort v ISO P, ISO M a ISO K. Při vrtání se sorty CVD běžně používají ve vnějším břitu.
Náš zákaznický servis je dostupný od pondělí do pátku v čase od 7:00 do 19:00
📞 + 420800555666
📧 info.cesko@ceratizit.com
Metody povlakování PVD jsou na rozdíl od metod CVD čistě fyzikální povahy. Jedná se přitom o materiál v plynné podobě, který kondenzuje na povrchu substrátu. Aby se částice páry dostaly až k povrchu a neztrácely se rozptylováním na molekulách plynu, používá se podtlak. Jelikož proces výroby PVD probíhá při teplotách nižších než 400 až 600 stupňů Celsia, k ovlivňování vlastností základního materiálu nedochází v tak značné míře jako v případě metody CVD. Proto zůstává houževnatost speciálních, jemnozrnných tvrdokovů i nadále zachována.
V případě povlakování PVD rozlišujeme zejména čtyři varianty povlakování: depozice v parní fázi, depozice katodickým obloukem (naprašování), vypařování elektrickým obloukem a iontové pokovování. Největší význam má naprašování. Pomocí různých variant PVD lze provádět depozici téměř všech kovů i uhlíku ve velmi čisté podobě. Pokud se do procesu přivádějí reaktivní plyny jako je kyslík, dusík nebo uhlovodíky, pak lze odlučovat i oxidy, nitridy nebo karbonidy.
Sorty povlakované metodou PVD doporučujeme na základě jejich houževnatých, ovšem přesto ostrých řezných hran pro obrábění adhezivních materiálů. Oblasti použití zahrnují veškeré TK frézy a vrtáky i většinu sort pro upichování, řezání závitů a frézování. Sorty povlakované metodou PVD se kromě toho ve značné míře používají při dokončovacím obrábění i jako středové břitové destičky při vrtání.
Pokud se požaduje vysoká houževnatost, pak se nabízí multivrstvý povlak. Přitom se nanáší až 2000 jednotlivých vrstev, přičemž každá z nich vykazuje tloušťku pouze několik nanometrů. Vícevrstvá struktura zabrání šíření trhlin vznikajících při obrábění směrem dovnitř. Odebíraný materiál nemůže tak rychle vnikat do břitu a vylamovat jej. Díky vícevrstvé struktuře povlaku se proto docílí delší životnosti. Kromě vlastní struktury vrstvy je důležitá nejsvrchnější vrstva („toplayer“). Tak mají především neželezné kovy tendenci k vytváření nárůstků, které zvyšují řezné síly i teploty a tím opotřebení nástroje. Pomocí otěruodolných horních vrstev se tento problém minimalizuje.
V případě povlakování CVD se zpravidla používají materiály jako TiC, TiCN, TiN a oxidy hliníku (Al203). Pomocí různých variant PVD lze odlučovat téměř veškeré kovy i uhlík. Pro orientaci zde uvádíme přehled vlastností nejběžnějších sloučenin: