Strona główna» Usługi» Nanoszenie powłok metodą PVD

Nanoszenie powłok metodą PVD

pvdpvdPrzeznaczenie

Efektywnym sposobem zwiększania trwałości narzędzi jest nanoszenie powłok na ich ostrza. Najczęściej stosowana jest w tym celu metoda PVD (Physical Vapour Deposition), polegająca na fizycznym osadzaniu cienkich warstw z fazy gazowej. Naniesiona warstwa o grubości zwykle rzędu 3 ÷ 5 μm posiada bardzo dużą twardość, najczęściej w granicach 2000 ÷ 3000 HV, co znacznie zwiększa odporność ostrzy narzędzi na zużycie ścierne.

Opis metody i urządzenia

Stosowana w Instytucie łukowo-plazmowa metoda nanoszenia powłok (Reactive Arc Ion Plating) pozwala na otrzymywanie warstw o korzystnej, równomiernej strukturze i bardzo dobrym powiązaniu z podłożem. Dzięki zastosowaniu trzech katod stapianych łukiem, możliwe jest nanoszenie warstw twardych na duże części lub większą liczbę mniejszych elementów osadzonych na stole obrotowym. Stół ten posiada mechanizm umożliwiający planetarny obrót narzędzi, co zapewnia naniesienie równomiernych warstw na powierzchnie i krawędzie, nawet przy złożonym kształcie narzędzia. Posiadane przez Instytut urządzenie pozwala na wykonywanie powłok prostych, wieloskładnikowych, jak i wielowarstwowych w skali mikro i nano, przede wszystkim na podłożach ze stali szybkotnących i węglików spiekanych, ale także na materiałach ceramicznych. Urządzenie posiada komorę roboczą o wymiarach ø 600 x 600 mm, której objętość umożliwia stosowanie wsadów o dużej masie (maksymalne wymiary narzędzi ø 400 x 400 mm).

Rodzaje powłok

Podstawowe rodzaje powłok PVD wykonywanych w Instytucie

 

pvd rodzaje

Przykład przełomu złożonej powłoki

wielowarstwowej Ti-Zr-N / 10x (TiN/ZrN)

(kolejne warstwy od podłoża), 12000x, BES

  

Proste

Wieloskładnikowe

Wielowarstwowe

TiN

(TiAlV)N

TiN/ZrN

ZrN

Ti-Zr-N

TiN/(TiAl)N

 

Oprócz powłok wymienionych w powyższej tablicy, w Instytucie wykonuje się również inne rodzaje powłok PVD o prostej i złożonej strukturze w skali mikro i nano. Są to powłoki azotkowe na bazie takich metali, jak np. Ti, Zr, Cr, Y, Al oraz ich stopów. Powłoki te wykonywane są często jako dedykowane na narzędzia przeznaczone do konkretnych zastosowań lub na narzędzia specjalne.

Przykłady powlekania

Powłoki PVD zastosowane na frezach ślimakowych

L.p.

Wyszczególnienie

Jednostka

Rodzaj powłoki PVD

 pvd ślimakowe

Standardowa

Wielowarstwowa

TiN

TiN/ZrN

TiN/(TiAl)N

1

Grubość

µm

2 ÷ 4

3 ÷ 5

3 ÷ 5

2

Twardość

HV 0,025

2300

3000

 

Powłoki PVD zastosowane na płytkach ceramicznych

L.p.

Wyszczególnienie

Jednostka

Gatunek płytki (podłoża)

 pvd płytki

TA

TW

TW

Rodzaj powłoki PVD

Standardowa

Wielowarstwowa

TiN

TiN/ZrN

TiN/(TiAl)N

1

Grubość

µm

2 ÷ 3

3 ÷ 4

4 ÷5

2

Twardość

HV 0,025

2300

3000

 

Efekty stosowania powłok PVD

  • bardzo duża odporność na ścieranie oraz wysoka i równomierna twardość powierzchni roboczych narzędzi, a w związku z tym znaczny wzrost trwałości narzędzi (zwykle co najmniej dwukrotny, a czasem nawet pięciokrotny) i zmniejszenie kosztów produkcji

  • możliwość zwiększenia parametrów skrawania (prędkości skrawania o 40÷60%) i wydajności obróbki

  • zmniejszenie liczby awarii i wymian narzędzi (skrócenie czasów przestojów)

  • polepszenie właściwości tribologicznych (zmniejszenie współczynnika tarcia)

  • poprawa jakości powierzchni obrabianej i dokładności obróbki

 

 Przykład wzrostu odporności na zużywanie się płytek z ceramiki tlenkowo-węglikowej po powlekaniu

Korzystny wpływ powłok na wzrost trwałości ostrzy narzędzi z materiałów ceramicznych wynika z obniżenia ilości wydzielanego ciepła dzięki mniejszemu współczynnikowi tarcia, a także ze zmniejszenia skłonności do powstawania wykruszeń przez wyeliminowanie miejsc ich inicjacji.

pvd wskaźnik

Wskazniki wzrostu trwałości ostrzy WT po naniesieniu powłok

na ceramiczne płytki skrawające gatunku TW (w odmianie TW2)

Usługi

Z uwagi na specyfikę i złożoność technologii nanoszenia powłok PVD, usługi w tym zakresie wykonywane są wg indywidualnych uzgodnień.

Do pobrania

Adobe Acrobat Document karta katalogowa pdf [396.88 KB]