Pro snadný průběh obrábění musí být povrch čela nástroje bez rýh, tedy co nejhladší. Hladký povrch čela břitu vede v řadě případů k růstu produktivity a hospodárnosti obrábění. Vývojové oddělení firmy Leitz Metalworking Technology Group (LMT) řešilo projekt, jehož cílem byl vývoj povlaku pro nástroje, který by vedl ke značnému zvýšení výkonnosti obrábění, a to nejen z hlediska odolnosti proti opotřebení a tepelnému zatížení břitu, ale také vzhledem ke stálosti vysoké jakosti čelní plochy břitu.
Analýza stavu techniky ukázala, že na trhu je nabízeno velké množství povlaků, které o dosažení těchto hledisek usilují. Na jedné straně existují povlaky na bázi uhlíku, které jsou málo odolné proti opotřebení a jejich účinek má krátké působení. Na straně druhé existují tvrdé povlaky odolné proti opotřebení, ale pro vytvoření hladké plochy čela je nutné zařadit do výrobního postupu nákladné leštění. Je tedy zřejmé, že každý druh povlaku dostupný na trhu je použitelný za jiných pracovních podmínek.
Kvalita povrchu čela břitu nástroje je dána také samotným procesem povlakování. Z hlediska kvality povlaku se jeví jako výhodnější použití metody PVD oproti metodě CVD, neboť tato dává vzhledem ke své podstatě (menší pracovní teploty) výhodné poměry napjatosti ve vrstvě povlaku. To umožňuje zvýšit výkon obrábění zejména při frézování a řezání závitů. Menší pracovní teploty procesu povlakování mají další výhodu, lze povlakovat nejen nástroje ze slinutých karbidů, ale i z rychlořezných ocelí.
Při vývoji nového druhu povlaku, který by měl velmi hladkou činnou plochu, bylo nutné řešit problém s hliníkem. Pro vytvoření tvrdé vrstvy odolné opotřebení je přítomnost hliníku v povlaku nutná, ale není dosažitelná požadovaná vysoká jakost povrchu povlaku.
Nově vyvinutý povlak označený IQ-Plus je dvouvrstvý. Každá z vrstev je navržena optimálně tak, aby plnila funkci na ni kladenou. První vrstvu nanesenou přímo na materiál břitu nástroje tvoří AlTiN, její tvrdost je cca 3500 HV a plní funkci vysoké odolnosti proti opotřebení a stálosti za vysokých teplot. Tato vrstva však kopíruje drsnost povrchu, na nějž je nanesena. Proto byla aplikována druhá, měkčí vrstva tvořená TiN, která má tvrdost cca 2000 HV. Také tato vrstva má po nanesení stejnou drsnost povrchu jako původní povrch.
Složení vrstev má schopnost tzv. samoadaptace. Přitom zde nejde o vytvoření horní vrstvy poskytující efekt "suchého mazání", naopak horní vrstva povlaku má také velkou tvrdost, ale na základě vnitřní struktury povlaku se horní vrstva povlaku přizpůsobí zatížení břitu čela nástroje. V první fázi obrábění dojde k jejímu vyhlazení, což výrazně zlepší jakost činné plochy břitu nástroje. Hladká plocha čela zmenšuje tření třísky o čelo, tím jsou nižší řezné síly a současně se zmenší opotřebení břitu nástroje.
Nový povlak IQ-Plus byl použit u závitníků, při výrobě závitů M10x1,5 do zušlechtěné oceli 42CrMo4, řeznou rychlostí 25 m.min-1. Závit byl řezán do hloubky 25 mm a pro chlazení byla použita emulze. Výsledky ukazuje obr. 2. Závitníkem s novým povlakem bylo vyřezáno o 50 % více závitů, konkrétně 2700, oproti 1800 závitům vyřezaným závitníky s dosud používaným povlakem. Uvedené výsledky jsou v praxi již běžně dosahovány a v provozních podmínkách se ukázala také vyšší bezpečnost použití závitníků s novým povlakem. Zpracováno dle příspěvku v MM Maschinenmarkt č. 23/2006, str.110.
-jr-
J.Rasa@rcmt.cvut.cz