Témata
Reklama

Povlaky na nástroje a části strojů

Lichtenštejnská firma Balzers AG, přední světový výrobce vakuové technologie a povlakovacích procesů, předvedla nedávno nové povlaky řady Balinit pro povlakování nástrojů a pro konstrukční tribologická řešení, ale i nové možnosti dříve vyvinutých povlaků a zařízení na jejich nanášení.

Prvními z představených povlaků jsou povlaky Balinit řady A, B, D a E. Jedná se o řadu známých, osvědčených a výkonných PVD povlaků. Balinit A je univerzální povlak TiN na nástroje na obrábění, na tváření a na formy pro plasty s tvrdostí 2300 HV (mikrotvrdost HV 0,05). Povlak Balinit B je výkonný povlak TiCN pro vysokorychlostní obrábění (HSC) tvrdých a těžkoobrobitelných materiálů s dobrou odolností vůči opotřebení a s tvrdostí 3000 HV. Dobrá adheze k substrátu a dobrá odolnost vůči oxidaci při pracovní teplotě až do 700 oC je předností povlaku Balinit D na bázi nitridu chromu CrN s tvrdostí 1750 HV. Tento povlak je vhodný pro obrábění mědi a slitin, na nástroje pro tváření a na formy pro plasty a má dobrou korozní odolnost. Pro přednostní užití na nástroje pro obrábění tlakově litých hliníkových a hořčíkových slitin byl navržen povlak Balinit E na bázi karbidu chromu CrC, který má podobné vlastnosti a tvrdost 1850 HV.
Reklama
Reklama

Povlak Balinit C

Tento nový povlak na bázi WC/C typu Me-C:H připravuje především německé pracoviště Balzers Verschleissschutz GmbH (BVG). Tento povlak se aplikuje zejména na části automobilových motorů vystavené adhezivnímu opotřebení, jako jsou vstřikovací čerpadla, vačkové hřídele, části převodovky aj. Další jeho využití je v tribologickém řešení s vysokou lubricitou pro zvýšení životnosti a doby mezi opravami. Povlak s tvrdostí 1000 HV a součinitelem tření µ 0,1 - 0,2 (na sucho proti oceli) se ve vrstvách 1 - 4 µm používá i na nástroje pro přesné obrábění, obrábění na sucho a na formy pro plasty.
Za zatím nejúspěšnější aplikace považuje firma BVG povlakování 22 milionů souprav dosedacích ploch zdvihátek ventilů, které dodává firma INA Motorenelemente Schaeffler KG pro nový motor Ford (do roku 2003), a dále 3 milionů souprav pohyblivých částí PD vstřikování nového motoru VW 1,9 l TDI v roce 2000. Povlaky umožňují spolehlivý provoz bez opotřebení, zajišťující vstřikovací tlak 2000 bar pro lepší využití paliva (dle standardního testu NEDC sníží spotřebu až o 1 %) a snížení emisních hodnot. Do roku 2004 se počet souprav zvýší až na 6 milionů.

Povlak Balinit DLC

Povlak DLC (Diamond Like Carbon) typu a-C:H, jeden z povlaků s modifikací amorfního uhlíku, s vysokou tvrdostí - až 4000 HK (Knoop), s vynikajícími frikčními vlastnostmi a s odolností i proti abrazivnímu opotřebení, patří k novějším, moderním povlakům s typickou tloušťkou vrstvy 0,5 - 3 µm, prostřednictvím kterých Balzers nabízí tribologické řešení pro strojní části a tvářecí nástroje. Další modifikace těchto povlaků otevírají nové aplikační možnosti.

Povlaky Balinit Futura a Balinit X.Treme

Oba nové povlaky na bázi TiAlN patří k současným špičkovým povlakům, určeným pro polosuché a suché HSC obrábění. Povlak Futura s tvrdostí 3000 HV se používá jako vícevrstvý povlak vyměnitelných břitových destiček z karbidových a cermetových substrátů, monolitních celokarbidových, cermetových a HSS nástrojů. Pro vynikající odolnost vůči oxidaci a použitelnost až do teploty 800 oC je vhodný pro obrábění litin, korozivzdorných ocelí a žárupevných slitin na bázi niklu, při jejichž obrábění v důsledku nižší tepelné vodivosti dochází k vývinu značného množství tepla. Povlak X.Treme s tvrdostí až 3500 HV má podobné použití, speciálně je navržen pro použití na celokarbidové stopkové frézy pro obrábění kalených ocelí. Pro optimální využití oba povlaky vyžadují vyšší rychlosti obrábění.

Povlak Balinit Hardlube

Nejnovější povlak Balinit Hardlube je kompozitní TiAlN/WC/C povlak, spojující vysokou tvrdost 2600 HV a teplotní odolnost TiAlN s kluznými vlastnostmi a lubricitou vnější vrstvy WC/C se součinitelem tření µ 0,2. Nanáší se v celkové tloušťce 2 - 6 µm. Pracovní teplota povlaku je 800 až 1000 oC. Byl vyvinut především pro povlakování vrtáků, závitových fréz a závitníků, k dosažení dobrého odvodu třísky u materiálů vytvářejících dlouhé a nalepující se třísky, u materiálů silně zpevňujících tvářením za studena v místě řezu a pro práci na sucho (včetně případů, kdy použití chladicích emulzí s aditivy obsahujícími chlor a síru není dovoleno, např. u zařízení pro farmacii).
Podle příkladů firmy Balzers se ve srovnání s povlaky TiN a TiCN životnost vrtáků a závitníků aplikací povlaků Hardlube zvyšuje; v případech obrábění s chlazením o 80 - 150 %, při obrábění na sucho až o 200 % i více. Vyšší životnosti se dosahuje především u malých průměrů a nepovlakovaných nástrojů.

Povlakovací zařízení Balzers

Pro povlakování vyvinula firma Balzers i několik typů povlakovacích zařízení. Na bázi obloukového procesu pracující zařízení BAI 1200 vytváří při teplotách 250 - 500 oC vrstvy Balinit A (TiN), Balinit Futura a X.Treme (TiAlN) a Balinit B (TiCN). Na přání může být vybaveno pro povlakování vrstvami Balinit D (CrN), Balinit E (CrC) a Hardlube. Pro vylučování vrstev TiN a TiCN s nejjemnějšími povrchy slouží iontové nanášecí zařízení BAI 900. Pro vrstvy Balinit C (WC/C) bylo vyvinuto nové zařízení BAI 830-C, pracující na bázi plazmou podporovaného magnetronového naprašování systému PMSS (Planar Magnetron Sputtering System). Vrstvy DLC i na komplexní povrchy vylučuje proces HCDCA (High Current DC Arc) v zařízení BAI 730D. K předúpravě slouží automatizovaná ultrazvuková čisticí zařízení USI 1200 a USI 2000.
Pro docílení vysoké produktivity zkrácením povlakovacích cyklů bylo vyvinuto nové zařízení Balzers Rapid Coating System (RCS), které mj. zkracuje neproduktivní časy využitím výměnných zakladačů. Je určeno pro nanášení povlaků Balinit A, B, Futura a X.Treme. Očekává se, že zanedlouho bude RCS nanášet i připravované PVD povlaky z Al2O3 o tvrdosti 2400 HK, s tloušťkou vrstvy a krystalinitou na úrovni povlaků Al2O3 z procesu CVD.
Povlaky Balzers Balinit přináší nejen zvýšení produktivity a životnosti nástrojů, ale i úspory nákladů na chlazení a mazání při suchém obrábění. Snížením spotřeby olejů představují významné ekologické řešení. Například využitím povlaků Balzers při lisování vidlice spojky vozů Renault klesla spotřeba oleje ze 7000 na 50 litrů měsíčně a životnost nástroje se zvýšila třikrát.
Reklama
Vydání #4
Kód článku: 10403
Datum: 11. 04. 2001
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Dokonalé povrchy řezných nástrojů

Leštění řezných hran nástrojů je čím dál žádanějším procesem v oblasti strojírenství. Stalo se již zřejmým faktem, že stav řezných hran má obrovský vliv na životnost nástroje a řeznou charakteristiku. Existuje dnes zajímavá alternativa dobře známým procesům, jako je broušení nebo tryskání. Je to úprava řezných hran pomocí vlečného omílání.

Nanokompozitný povlak 4. generácie - nACRo4

Počas technologického procesu, akým je rezanie, frézovanie, vŕtanie, tvárnenie atď., je dôležité ochrániť nástroj s kvalitným povlakom, pričom sa dosiahne zníženie opotrebenia a naopak zvýšenie životnosti samotného nástroja. V dnešnej dobe nanoštrukturované povlaky priťahujú pozornosť mnohých vedcov po celom svete z dôvodu syntetizovania materiálov s unikátnymi fyzikálno-chemickými vlastnosťami. Nanokompozitný povlak nACRo4 (nanokompozitná vrstva 4. generácie) sa skladá z nanokryštalických zŕn AlCrN, ktoré sú zabudované do amorfnej matrice Si3N4.

Nástroje pro přesné a výkonné obrábění

Společnost WNT v nedávné době uvedla na trh celou řadu novinek v oblasti technologie obrábění, které mají pro své uživatele řešení pro svoji univerzálnost v použití, stabilitu procesu obrábění, ekonomičnost provozu a v neposlední řadě procesní spolehlivost.

Související články
Zvyšování efektivity soustružení

Jediným časem, kdy při obrábění dochází ke "skutečnému vytváření přidané hodnoty", zejména v případě operací využívaných ve velkosériové výrobě, jako např. při obrábění součástí hnacích ústrojí motorových vozidel, je čas v řezu. U všech soustružnických operací zde cestu ke zvýšení efektivity a snížení cen představuje optimalizace a automatizace. Produktivní obrábění součástí hnacích ústrojí v měkkém stavu, při současném dodržení požadavků na konzistentní kvalitu, je mimořádně náročné a vyžaduje extrémní konkurenceschopnost. Obrábění hřídelí, ozubených kol, objímek, pouzder, kroužků, pastorků nebo ložisek vyráběných z různých typů materiálů vyžaduje použití různých typů soustruhů a různých časů v řezu, přesto však mají prostředky umožňující zvýšení výkonnosti mnoho společného.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Povlak DLC zvyšuje trvanlivost závitníků

Pro závitníky na řezání závitů do titanu byl vyvinut nový povlak CrTiN s horní vrstvou DLC. Ve srovnání se závitníky z HSS s povlakem TiCN je možné s nimi pracovat s dvojnásobnou řeznou rychlostí při dvojnásobné trvanlivost.

Vývoj, konstrukce a výroba vrtacích nástrojů

Výrobou nástrojů ze slinutých karbidů pod obchodní značkou K-Tools se již od roku 2000 zabývá Ing. Zdeněk Krátký. Původním záměrem bylo vyrábět pouze standardní frézy, ale dnes tvoří výroba speciálních fréz a vrtáků pro komplexní obrábění výrobků více než padesát procent výrobního portfolia společnosti.

Téma: technologie pro výrobu forem

Díly, součásti či výrobky, které spatřily světlo světa díky tomu, že byly vylisovány, odlity či vykovány ve formě, jsou doslova všude kolem nás. Forma je zařízení často velmi složité a komplexní a k její výrobě je potřeba řada špičkových technologií. Následující článek představuje některé z nich.

Kompaktní řešení Zapoj a spusť

Surffinisher je inovační metoda inline omílání vysoce kvalitních, geometricky složitých součástí během výrobního cyklu , která otevírá nové možnosti pro automatizované, vysoce přesné obrábění definovaných ploch jednotlivých součástí. Kompaktní omílací systém Zapoj a spusť lze snadno integrovat do výrobních linek.

Nástroje ve znamení podnikové mantry

Tento článek si klade za cíl představit zajímavé nástroje, z nichž některé se dokážou sami ohlásit k údržbě, některé se dokážou třeba i samostatně nastavit. Vše je inspirováno dnešní podnikovou mantrou jednoduché obsluhy, procesní spolehlivosti a úspory vedlejších časů a tím i nákladů.

Pohodlné upínání magnetem

Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

Nový rekord v HPC frézování

Společnosti Chiron a Gühring, výrobce strojů a specialista na nástroje, společně dosáhly významného rekordu v oblasti vysokovýkonného frézování: 1 000 cm3 oceli (16MnCr5) bylo obrobeno za 60 sekund. To představuje úběr osmi kilogramů oceli za minutu. A také extrémní třískový objem v čase a enormní posuv.

Alternativa k aditivním technologiím

Kdo rychle potřebuje nějaký prototyp, tomu doporučuje výrobce strojů Röders z německého Soltau místo výroby s následným leštěním vyfrézovat model z celého bloku hliníku. "To jde mnohem rychleji," říká vedoucí prodeje Dr.-Ing. Oliver Gossel. Jak lze tímto způsobem vyrobit držák na mobil za 30 minut - a to dokonce s vysoce lesklým povrchem - demonstruje Röders na svém stroji RXP601 s použitím 6 mm diamantové frézy od firmy Horn.

Současný vývoj v oblasti řezných nástrojů

Vývojové trendy v segmentu obráběcích řezných nástrojů jsou navázány na progresi ve strojírenské výrobě a reagují na aktuální potřeby průmyslu. Výzkum a vývoj již dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování, konstrukce moderních nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL, koncepty inovativních upínacích soustav. V současnosti jsou rozvíjeny technologie pro inteligentní výrobu s aplikací předností Průmyslu 4.0, včetně automatizace výrobního procesu, sběru dat o zařízeních, procesech a vyráběných dílcích. Na veletrhu EMO Hannover 2019 byly společnostmi představeny chytré technologie a řešení inteligentního řízení procesu obrábění. Digitalizace a konektivita jsou nyní důležitější než kdykoliv předtím.

Vítejte v továrně budoucnosti

Závod na výrobu nástrojů, který provozuje společnost Sandvik Coromant ve švédském městě Gimo, byl Světovým ekonomickým fórem zařazen mezi vyspělá zařízení Průmyslu 4.0.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit