Napjainkban a keményfém szerszámélek mintegy 95 százaléka bevonatolt. A nagyobb felületi keménység növeli a szerszám kopásállóságát, az ultrasima felületeknek köszönhetően kisebb csúszási ellenállás csökkenti az anyagfelrakódási hajlamot és az élrátét-képződést a forgácseltávolítás során, a bevonat szigetelőhatása pedig fokozza a melegkeménységet. Ennek eredményeként lényegesen hosszabb éltartamokat lehet elérni.
Lényegében kétféle eljárást használnak a bevonatoláshoz: PVD bevonatolást (Physical Vapour Deposition = fizikai gőzfázisú leválasztás) és CVD bevonatolást (Chemical Vapour Deposition = kémiai gőzfázisú leválasztás).
A kémiai gőzfázisú leválasztás (Chemical Vapor Deposition = CVD) alacsony maradófeszültségű bevonatot állít elő, hő által kiváltott kémiai reakciók útján.
A bevonat kiindulóanyagát elpárologtatják és gázhalmazállapotban vezetik be a bevonatolási területre. A gáz ezután lebomlik vagy reakcióra lép egyéb kiindulóanyagokkal, és vékony rétegeben lerakódik a bevonatolandó alapanyagra. Ez vákuumban vagy légköri nyomáson történhet.
A felületi reakció kiváltásához akár 1000 Celsius-fokos alapanyag-hőmérsékletre lehet szükség. A folyamatot elősegítheti egy plazma, amely növeli a reakció sebességét, így csökkenthető a bevonat hőmérséklete.
A CVD folyamatban lecsapódó bevonat vastagsága jellemzően 5 és 12 µm között van, de bizonyos esetekben akár 20 µm is lehet. A felhasznált anyagok: TiC, TiCN, TiN és alumínium-oxid (Al203). A bevonat egy vagy több rétegben vihető fel.
A gyémántbevonat a CVD bevonatolás speciális formája. Ehhez magas hőmérséklettel (2000 °C) vagy plazmagyújtással hidrogéngyökökre bontják fel a bevezetett hidrogéngázt. Ezek a gyökök reakcióra lépnek a szintén bevezetett széntartalmú gázzal (általában metánnal, CH4), amely szénatomok lerakódását eredményezi a bevonatolt alapanyag felületén. Megfelelő folyamati paraméterek esetén ez a szénréteg gyémánt kristályszerkezetében rakódik le. A gyémántbevonatok kiválóan alkalmasak abrazív anyagok, pl. grafit vagy CFK megmunkálására.
A CVD bevonat az elsődleges választás, amikor lényeges a kopásálláóság, pl. rozsdamentes acélok általános esztergálásánál és acélban történő fúrásnál, ahol a vastag CVD bevonat ellenállóképességet biztosít a kráterkopássál szemben. Az ISO P, ISO M és ISO K maróminőségeknél szintén. Fúrásnál általában a külső élen használnak CVD minőséget.
Ügyfélszolgálati központunk hétfőtől péntekig, 8:00 és 19:00 között áll rendelkezésére
📞 +36 80 555 556
📧 info-hu@ceratizit.com
A CVD eljárással ellentétben a PVD eljárás tisztán fizikai kölcsönhatáson alapul. A bevonóanyag gőze csapódik le az alapanyag felületén. Az eljárást vákuumban végzik, hogy a gőzrészecskék ne szóródjanak szét, hanem garantáltan eljussanak az alkatrészre. A PVD gyártási folyamat alacsonyabb hőmérsékleten, 400-600 °C-on zajlik, így kevésbé hat károsan az alapanyag tulajdonságaira, mint a CVD eljárás. Így nagyrészt megmarad az egyedi, finomszemcsés keményfém szívóssága.
A PVD bevonatolás négy fő változatát különböztetjük meg: párologtatás, katódporlasztás, fényíves porlasztás és ionos bevonás. A porlasztás a legfontosabb. A PVD eljárás különböző változataival szinte minden fémből, illetve szénből is nagyon tiszta bevonat képezhető. Reaktív gázok, pl. oxigén, nitrogén vagy szénhidrogének bevezetésével oxidok, nitridek és karbidok is kelethezhetnek a folyamat során.
A PVD bevonatú minőségeket szívós, de mégis éles forgácsolóéleik miatt feltapadásra hajlamos anyagokhoz ajánljuk. Alkalmazási területéhez tartozik minden tömör keményfém maró és fúró, illetve a beszúráshoz, menetfúráshoz és maráshoz kínált minőségek többsége. A PVD bevonatú minőségeket ezen kívül gyakran használják simításhoz, illetve fúrásnál a központi élen.
Ha nagyfokú szívósságra van szükség, a többrétegű bevonat egy lehetőség. Akár 2000, egyenként néhány nanométer vastagságú bevonatréteg is felvihető egymás után. A többrétegű bevonatszerkezet megakadályozza a forgácsolás során kialakuló repedések belső továbbterjedését. A leválasztott anyag nem tud olyan gyorsan behatolni a forgácsolóélbe, hogy ki tudja repeszteni. A többrétegű bevonatokkal így hosszabb éltartamokat lehet elérni. A bevonatszerkezet mellett a legfelső réteg is fontos. A nemvasfémek különösen hajlamosak élrátét-képződésre, ami növeli a forgácsolóerőket és a hőmérsékleteket, és ezáltal a szerszám kopását. Csekély súrlódású felső bevonatréteggel minimalizálható ez a probléma.
A CVD bevonatokban jellemzően használt anyagok: TiC, TiCN, TiN és alumínium-oxid (Al203). A PVD eljárás különböző változataival szinte minden fémből, illetve szénből is képezhető bevonat. Az alábbiakban tájékoztatásul áttekintést adunk a leggyakoribb vegyületek tulajdonságairól.