İçindekiler

Kesme takımları – Doğru kaplama nedir?

Günümüzde karbür takım kesici ağızlarının yaklaşık %95 kadarı kaplamalıdır.Yüzey sertliğindeki artış, takımın aşınmaya dayanıklılığı arttırır, son derece pürüzsüz yüzeylerden talaş tahliyesi sırasında kayma direncindeki düşüş ise, talaşların kesici kenarlarda yapışma ve bu kenarlara kaynama eğilimini azaltır ve kaplama katmanının yalıtım etkisi kızıl sertliği arttırır.Sonuç olarak, önemli ölçüde daha uzun takım ömürleri elde edilebilir.

Esas itibarıyla kaplama için iki yöntem kullanılır: PVD kaplama (Physical Vapour Deposition) ve CVD kaplama (Chemical Vapour Deposition). 

Örnek: AlTiN kaplama

CVD kaplamalar

Kimyasal buhar biriktirme (Chemical Vapour Deposition = CVD), ısıl olarak başlatılan kimyasal tepkimeler yoluyla düşük artık gerilimli bir kaplama üretim yöntemidir.  

Kaplama için başlangıç maddeleri buharlaştırılır ve kaplama bölgesine gaz halinde sevk edilir. Daha sonra gaz ayrıştırılır ve diğer başlangıç maddeleri ile tepkimeye girer ve bunun ardından kaplanacak ortam üzerinde ince bir katman halinde çökeltilir. Bu, bir vakumda veya atmosferik basınç altında gerçekleştirilebilir.  

Yüzey tepkimelerini sağlamak için kaplanacak olan ortamın 1000˚C seviyesine kadar ısıtılması gereklidir. Bu prosesler, tepkime hızını arttıran ve böylece kaplama sıcaklığını düşüren bir plazma ile desteklenebilir.   

CVD prosesi, 5 ila 12 µm kalınlığında, bazı durumlarda 20 µm'ye kadar kaplama yapmak için kullanılır. Kullanılan malzemeler TiC, TiCN, TiN ve alüminyum oksittir (Al203). Kaplamalar tek veya çok katlı olarak uygulanabilir. 

CVD kaplamanın özellikleri

  • Kaplamanın artık gerilimi düşüktür
  • Kaplama katmanları birbirlerini çok iyi tutar 
  • Yüksek yükleme kapasitesi vardır
  • 20 µm kalınlığa kadar kaplama katmanları mümkündür
  • Kaplama çok homojendir
  • Karmaşık geometrilerin ve iç kısımların kaplanması olanaklıdır
  • Kalın kaplama katmanları çok iyi ısı kalkanı etkisi yapar
  • Dökme demirin tornalanması veya frezelenmesi sırasında, aksi takdirde yalnızca seramiklerin kesilmesiyle elde edilebilecek kesme hızları mümkündür.
  • Yüksek proses sıcaklıkları, karbür alt katmanın daha kırılgan hale gelmesine ve böylelikle kesici ağzın tokluğunun azalmasına neden olur.
  • 20 µm kalınlığındaki kaplama katmanları yuvarlanmaya neden olur ve böylece kesici kenarın keskinliğini azaltır. 

Elmas kaplama

Elmas ile kaplama, CVD kaplamanın özel bir şeklidir:Bunu yapmak için, eklenen hidrojen gazı, ya yüksek sıcaklıklarla (2000˚C) ya da plazma tutuşmalarıyla serbest hidrojen radikallerine ayrıştırılır. Bu serbest radikaller daha sonra eklenen karbon içeren gazla (çoğunlukla metan, CH4) birlikte tepkimeye girerek katman yüzeyinde karbon birikmesine neden olur.Doğru proses parametrelerine uyulması halinde, bu karbon kristal elmas formunda birikir.Elmas kaplamalar, grafit veya CFRP (CFRP: Carbon Fiber Reinforced Polymer / Karbon Fiber Takviyeli Plastik) bileşenleri gibi oldukça aşındırıcı malzemelerin işlenmesi için çok uygundur.

CVD kullanım alanları

Aşınmaya dayanıklılık söz konusu olduğunda, CVD kaplamalar, genelde paslanmaz çelik malzemelerde yapılan tornalama ve çelik malzemelerde yapılan delme işlemleri gibi, kalın CVD kaplamalarının krater aşınmasına karşı direnç sağladığı yerlerde, ilk tercihtir. Benzer şekilde, ISO P, ISO M ve ISO K frezeleme kaliteleri için de. Delik açmada, CVD kaliteleri normal şartlar altında dış kesici ağızda kullanılır. 

Başka sorularınız olduğunda, lütfen danışmanlık servisimizi kullanmaktan çekinmeyin.

Müşteri Hizmetleri Merkezi'mize Pazartesi ile Cuma günleri arasında 09:00 ile 18:30 saatleri arasında erişebilirsiniz

PVD kaplamalar

CVD yöntemlerinin aksine, PVD yöntemleri tamamen fiziksel etki yöntemlerine dayanır.Burada, katman yüzeyinde yoğunlaşan malzeme buharı söz konusudur.Buhar partiküllerinin bileşenlere ulaşması ve gaz partiküllerinin üzerine saçılarak kaybolmaması için, çalışma düşük basınç altında gerçekleştirilir.PVD üretim prosesi 400˚C ile 600˚C arasındaki daha düşük sıcaklıklarda gerçekleştirildiğinden, ana malzemenin özellikleri CVD işleminde olduğundan daha az etkilenir. Bu nedenle, özel, ince tanecikli karbürlerin tokluğu büyük ölçüde korunur.

Dört ana PVD kaplama varyantı mevcuttur: Termal buharlaştırma biriktirme, katot tozlanması (püskürtme), katodik ark biriktirme ve iyon kaplama. Yöntemlerden en önemlisi püskürtmedir.Çeşitli PVD varyantları ile hemen hemen tüm metaller ve ayrıca karbon çok saf bir formda biriktirilebilir. Oksijen, nitrojen veya hidrokarbonlar gibi reaktif gazların prosese beslenmesi halinde, oksitler, nitritler veya karbonidler de biriktirilebilir.

PVD özellikleri

  • Kaplama katmanlarının yüksek saflığı
  • Katman üzerinde düşük termal etki - tokluk korunur
  • Herhangi bir katman malzemesi
  • Düşük kaplama katman kalınlığı toleransı
  • Mükemmel bağlanma mukavemeti (ayrıca ilave ara kaplama katmanları yoluyla)
  • nispeten düşük kaplama katmanı kalınlıkları 

PVD kullanım alanları

PVD kaplamalı kaliteler, tok, ancak keskin kesici kenarları nedeniyle yapışkan malzemeler için tavsiye edilir. Uygulama alanlarının arasında tüm yekpare karbür freze ve matkap takımları ile kanal açma, diş açma ve freze kalitelerinin çoğu bulunmaktadır. PVD kaplamalı kaliteler ayrıca finiş işlemenin yanı sıra delik açma işlemlerinde merkezî kesici ağız kalitesi olarak yaygın şekilde kullanılır. 

Multilayer (çok katmanlı kaplama)

Yüksek düzeyde bir tokluk gerekiyorsa, multilayer (çok katmanlı) kaplama bir seçenektir.Bunun için her biri sadece birkaç nanometre kalınlığında 2000'e kadar ayrı kaplama katmanı uygulanır. Çok katmanlı kaplama yapısı, işleme sırasında oluşan çatlakların içeriye doğru yayılmasını engeller. Taşınan malzeme kesici ağzı çatlatacak kadar çabuk kesici ağza nüfuz edemez. Bu nedenle çok katmanlı kaplamalarla daha uzun bir kullanım ömrü elde edilir. Kaplama katmanı yapısına ek olarak, en üst katman (toplayer) önemlidir. Özellikle demir dışı metal malzemeler, kesici kenarlarda talaş olarak birikerek kesme kuvvetlerini ve sıcaklıkları arttırma eğilimindedir. Sürtünme katsayısı düşük üst tabakalar ile bu sorun asgariye indirilir. 

Hangi kesici uç kalitesi ne için uygundur?

CVD kaplamada kullanılan malzemeler genellikle TiC, TiCN, TiN ve alüminyum oksittir (Al203). Çeşitli PVD varyantları ile, hemen hemen tüm metaller ve karbon biriktirilebilir. Yönlendirme amacıyla burada en yaygın kullanılan bileşimlerin özelliklerine genel bir bakış bulacaksınız:

TiN: Titanyum-nitrit kaplama

  • En çok kullanılan standart kaplama ve üniversal olarak uygulanabilir
  • Titanyum ve nitrojenin kimyasal bileşimi
  • Nano sertlik: 24 Gigapascal'a (GPa) kadar
  • Kaplama kalınlığı:1 - 7 μm
  • Sürtünme katsayısı: 0,55 μ
  • Uygulama sıcaklığı: 600°C
  • Uygulama: Çelik (N/mm²) < 900, pirinç ve dökme demir
  • Alüminyumda sadece sabit takım tezgahları ve zorunlu sıvı soğutma ile
  • Soğutma önerilir
  • Kaplamasız takımlara göre üç ila dört kat daha uzun takım ömrü

TiAlN: Alüminyum-titanyum-nitrit kaplama

  • Komple kaplama
  • Uygulamaya bağlı olarak on kata kadar daha uzun takım ömrü
  • Yüksek kızıl sertlik ve oksidasyona dayanıklılık
  • Yüksek kesme hızı
  • Titanyum, alüminyum ve nitrojenin kimyasal bileşimi
  • Nano sertlik: 35 Gigapascal'a (GPa) kadar
  • Kaplama kalınlığı:1 - 4 μm
  • Sürtünme katsayısı: 0,5 μ
  • Uygulama sıcaklığı: 800°C
  • Uygulama: Çelik (N/mm²) < 1.100, paslanmaz çelik (yüksek nitelikli çelik), titanyum alaşımları, dökme demir, alüminyum, pirinç, bronz ve plastik
  • Soğutmaya mutlaka ihtiyaç duyulmaz

AlTiN: Alüminyum-titanyum-nitrit kaplama

  • Uygulamaya bağlı olarak on dört kata kadar daha uzun takım ömrü
  • Çok yüksek kızıl sertlik ve oksidasyona dayanıklılık
  • Alüminyum, titanyum ve nitrojenin kimyasal bileşimi
  • Nano sertlik: 38 Gigapascal'a (GPa) kadar
  • Kaplama kalınlığı:1 - 4 μm
  • Sürtünme katsayısı: 0,7 μ
  • Uygulama sıcaklığı: 900°C
  • Uygulama: Çelik (N/mm²) < 1.300, paslanmaz çelik (yüksek nitelikli çelik)
  • Soğutmaya mutlaka ihtiyaç duyulmaz

TiCN: Titanyum-karbon-nitrit kaplama

  • Uygulamaya bağlı olarak dört ila beş kata kadar daha uzun takım ömrü
  • Çok yüksek sertlik ve aynı zamanda iyi tokluk
  • Titanyum, karbon ve nitrojenin kimyasal bileşimi
  • Nano sertliği: 32 GPa'ya kadar
  • Kaplama kalınlığı:1 - 4 μm
  • Sürtünme katsayısı:0,2 μ
  • Uygulama sıcaklığı:400°C
  • Uygulama:Çelik (N/mm²) < 1.300, paslanmaz çelik (yüksek nitelikli çelik)
  • Yüksek kesme hızlarında soğutma gereklidir