Témata
Reklama

Průmyslové aplikace nových povlaků

Firma Liss, a.s., poskytuje služby v oblasti vakuového nanášení povlaků a galvanických vrstev. V oblasti povlakování nástrojů a precizních komponentů využívá výhradně technologie firmy Platit, se kterou společně patří do skupiny BCI Group, se sídlem ve Švýcarsku.

PVD povlaky a technologie jejich nanášení probíhají neustále bouřlivým vývojem a inovace v tomto oboru předstihla inovace v oblasti návrhu a výroby obráběcích strojů a nástrojů. Je to zřetelné i z typů PVD povlaků nejvíc využívaných uživateli nástrojů, kde stále převládají konvenční typy povlaků. I přesto je snaha nespokojit se s dosavadním stavem v této oblasti a zákazníkům poskytnout novinky z oblasti inovací vysoce výkonných PVD povlaků.

Reklama
Reklama
Reklama

Předdepoziční procesy

Nasazení vysokovýkonných povlaků v praxi s sebou nese mnohem komplexnější pohled na problematiku a při jejich nasazení se mnohem víc bere zřetel na předdepoziční procesy, jako je odpolvakování, čištění a hlavně úprava řezné hrany. U úprav řezné hrany je důležitá nejen technologie úpravy, ale i dokonalé vyhodnocení a následná reproduktivita výsledků.

TripleCoatings3 reprezentují nejnovější trend ve vývoji vrstev pro PVD technologii. Jsou obvykle kombinací spolehlivých konvenčních a vysoce výkonných nanokompozitních PVD povlaků.

Obr. 1. Zařízení Platit Pi311 používané pro depozici TripleCoatings3

StrukturaTripleCoatings3 je tvořena adhezní vrstvou obvykle nanášenou z targetů Ti nebo Cr – TiN nebo CrN –, funkční vrstvou, obvykle konvenční struktury – AlTiN, AlCrN, AlTiCrN – a vrchní tvrdou vrstvou na bázi nanokompozitů, oxidů nebo oxinitridů – TiAlSiN, CrAlSiN, (Al,Cr)2O3 nebo ((Al,Cr)(O,N)).

Obr. 2 Struktura TripleCoatings3

Vzájemně nerozpustné fáze

Standardní TripleCoatings3 jsou reprezentovány povlaky nACo3, nACRo3, nACOX3. NACo3 byl prvním z povlaků ze strukturou TripleCoating. Vrchní funkční část je tvořena ověřenou nanokompozitní mikrostrukturou povlaku nACo, která je tvořena dvěma vzájemně nerozpustnými fázemi. Kovovou fázi tvoří AlTiN a po hranicích zrn je vyloučena amorfní fáze Si3N4. Vrchní vrstva má odolávat degradačním mechanismům při obrábění se zaměřením na otěruvzdornost a tepelnou odolnost. Střední – funkční – vrstvu tvoří povlak AlTiN s vhodnou tvrdostí a houževnatostí. Tato vrstva tvoří přiměřený podklad pro tvrdší a méně houževnatou vrstvu nACo. Na povrchu nástroje je nanesena adhezní vrstva TiN, která zabezpečuje dobrou adhezi povlaku. Tloušťka takto připraveného povlaku je standardně 0,003 mm a povlak je vhodný pro aplikace vrtání a frézování.

Povlak nACRo3 je charakteristický svou vynikající houževnatostí. Vrchní vrstva tvořená nanokompozitní strukturou CrAlSiN se ukázala jako velice vhodná pro obrábění titanových slitin a pro aplikace stříhání. Střední vrstva je tvořena univerzální konvenční vrstvou AlTiCrN s vynikající houževnatostí. Adhezi zabezpečuje vrstvička CrN.

Povlak nACOX3 je speciálně vyvinut pro aplikace suchého soustružení. Nyní se tato novinka testuje v oblasti obrábění vysoce abrazivních materiálů.

Testování povlaků

Pro srovnání nové struktury povlaku a porovnání její životnosti byla vytipována aplikace frézování oceli 100Cr6, kde zákazník standardně používal nástroje s povlakem nACo. Pro testy byly vybrány tři typy vrstev: nACo, nACRo a nACo3. Jako nástroj je zde použita fréza d = 6 mm s vnitřním chlazením. Řezná rychlost vc = 78 m.min-1. Po dobu testu se sledovala zátěž nástroje a po odfrézování daného počtu kusů také opotřebení.

Po odfrézování délky 28 m jsou patrné rozdíly v zatížení CNC stroje pro jednotlivé povlaky. Jako povlak s nejplynulejším chodem a nejmenší zátěží se jeví vrstva nACo3.

Obr. 3. Břit nástroje s povlakem nACo3 po odfrézování délky 28 m.
Obr. 4. Břit nástroje s povlakem nACo po odfrézování délky 28 m.

Obr. 5. Břit nástroje s povlakem nACRo po odfrézování délky 28 m.



Aplikace TripleCoatings3 při frézování ocele 100Cr6 má pozitivní vliv na chod stroje a prodlužuje životnost nástroje. Svou unikátní strukturou umožňují povlaky sloučit výhody konvenčních povlaků na bázi AlTiN a nanokompozitních povlaků a jejich nasazení i při běžných aplikacích. Zařazení povlaků TripleCoatings3 rozšiřuje nabídku povlaků nabízených firmou Liss a vhodně vyplňuje aplikační možnosti mezi konvenčním a nanokompozitním typem PVD povlaků.

Ing. Jozef Sondor
Liss
j.sondor@liss.cz
www.liss.cz

Reklama
Vydání #5
Kód článku: 120538
Datum: 15. 05. 2012
Rubrika: Trendy / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
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.

Nový utvařeč třísek

Neustále probíhající vývoj nové technologie povlakování, známé pod obchodním označením Dragonskin, pokračuje ve společnosti WNT vytvořením nové řady vyměnitelných břitových destiček pro soustružení s inovativní geometrií utvařeče třísky -XU. Zaměřením na tvarové a všeobecné soustružení řeší tento utvařeč mnoho problémů zejména v operacích, kde je vyžadováno dokonalé utváření třísky.

Sputtering v oblasti moderního PVD povlakování

V současné době jsou vysoce výkonné povlaky vyráběny celou škálou metod. Proces magnetronového naprašování (sputtering) umožňuje kombinovat různé povlakovací materiály a přitom poskytuje optimální pružnost a tvrdost povlaku. Ukázal se tak velmi efektivním pro mnoho aplikací.

Související články
Plzeňské setkání strojařů

Katedra technologie obrábění Fakulty strojní Západočeské univerzity v Plzni letos uspořádala již devátý ročník mezinárodní konference Strojírenská technologie Plzeň. V porovnání s minulým ročníkem zaznamenala podstatně větší návštěvnost – čítala téměř dvě stě účastníků a uskutečnilo se bezmála šedesát prezentací. Náš časopis na konferenci figuroval jako mediální partner akce.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Vyvrtávání hlubokých otvorů

V současné době jsou kladeny stále vyšší nároky na nástroje pro obrábění. Čím dál více se obrábí těžkoobrobitelné a různé nestandardní materiály. K tomu jsou obrobky po konstrukční stránce čím dál složitějšími.

Věnujte pozornost vedlejším časům při obrábění

Firma Grumant se již 25 let zabývá prodejem nástrojů a strojů pro třískové obrábění. Zároveň je již známo to, že klade silný důraz na podporu svých zákazníků. 25 let zkušeností jejích techniků ukazuje, že řada zákazníků se soustředí hlavně na kontrolu a optimalizaci strojního času a přehlíží ztráty časů vedlejších. A právě zkrácení vedlejších časů je klíčem k razantnímu zvýšení produktivity, zisku a překvapivě i cesta jak odlehčit problému nedostatku kvalifikovaných obráběčů.

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.

Budoucnost nástrojových materiálů bez kritických kovů

V současné době jsou nejrozšířenějšími nástrojovými materiály slinuté karbidy a nástrojové oceli. Slinuté karbidy, tedy cermety tvořené vysokým podílem karbidů, převážně karbidu wolframu, a dále TiC, TaC a NbC, a kobaltem jako pojivem jsou využívány především pro výrobu výměnných břitových destiček pro strojní obrábění, případně vrtáků do zdiva a betonu. Díky výborné otěruvzdornosti a velmi dobré lomové houževnatosti jsou v poslední době tyto materiály využívány pro různé aplikace, jako je obrábění ocelí, litin i neželezných kovů.

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.

Zvýšení životnosti odvalovacích fréz

Odvalovací frézy jsou nástroje, které se používají při výrobě ozubení odvalováním. Jde o nejčastější způsob výroby ozubených kol, kdy se samotná fréza odvaluje po vnějším obvodu obráběného kola, které se pomalu otáčí. Zuby odvalovací frézy tak vytvářejí profil ozubení. Pro zajištění požadované přesnosti a kvality povrchu vyráběných ozubených kol při minimálních nákladech je nezbytné sledovat celý komplex výrobních parametrů. Kontrolovat je nutné zejména geometrii řezné hrany, drsnost povrchu a kvalitu povlaku na odvalovacích frézách.

Patrick De Vos

Patrick De Vos se narodil v roce 1959 v Belgii. Už při studiu se věnoval oboru výrobní technologie. Po jeho skončení na škole zůstal ještě dva roky jako učitel a vědecký pracovník a věnoval se optimalizaci obráběcího procesu a výrobních technologií. Od roku 1983 pracuje pro Seco, kde vystřídal několik různých pozic. Od roku 2006 zastává svoji současnou funkci manažera výuky, kde je zodpovědný za vzdělávání zaměstnanců i zákazníků.

Cesty k vyšší energetické účinnosti v třískovém obrábění

Energie je stále dražší. Z analýzy spotřeby energie u obráběcích strojů a z návazného procesu obrábění je možné odvodit konkrétní závěry pro zvýšení energetické účinnosti a stanovit, co je základem pro optimalizaci nástrojů a procesu obrábění.

Nesousledné frézování

K výrobě zákaznických nástrojů neodmyslitelně patří rozvaha o životnosti a údržbě navrhovaných nástrojů. Její součástí je doporučení strategie obrábění včetně jeho smyslu. A to je zase přizpůsobeno konstrukčním možnostem obráběcího stroje. Konvenční stroje, které zajišťují posuv pomocí prosté soustavy šroub-matice, umožňují pouze nesousledný způsob frézování. Důvodem je obtížně odstranitelná vůle mezi šroubem a maticí. Ta by při volbě sousledného obrábění vedla v mezích této vůle ke vtažení obrobku pod frézovací nástroj a jeho jistou destrukci.

Vyvrtávací tyče s tlumením zvyšují kvalitu obrábění

Pro některé operace obrábění jsou potřebné dlouhé vyvrtávací tyče a upínače. Ty jsou však náchylné k vibracím, což snižuje výkon obrábění a přesnost výroby. Vyvrtávací tyče s tlumením zlepšují značně kvalitu obrábění.

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