Témata
Reklama

PVD povlaky pro tváření hliníkových slitin za studena

10. 04. 2013

Slitiny hliníku jsou díky svým vlastnostem stále používanějším materiálem pro výrobu částí strojů a lehkých komponent nejen v automobilovém průmyslu. Jednou se základních technologií používaných při jejich výrobě je tváření za studena. Vlastnosti Al slitin však kladou vysoké nároky na kvalitu vypracování nástrojů a jejich vlastnosti. Jednou z cest, jak prodloužit trvanlivost těchto nástrojů, jsou PVD povlaky nabízené firmou LISS, a. s. Povlakování zde přináší zlepšení ekonomické efektivnosti a procesní stability.

Obvykle se pro zvýšení otěruvzdornosti používají povlaky s obsahem titanu (TiCN, TiAlN) nebo chromu (CrN, AlCrN). Standardně je od těchto povlaků požadována především vysoká odolnost vůči abrazi a vysoká povrchová tvrdost. Pro tváření hliníkových slitin je však mnohem důležitější odolnost vůči adhezivnímu poškození než odolnost vůči abrazi. Obvykle se nástroje bez PVD povlaku musí často přelešťovat kvůli adhezivně přilnutému tvářenému materiálu. Uživatel nástrojů musí odstavit výrobu, nástroj přeleštit a výrobu opětovně naběhnout.

Reklama
Reklama
Reklama
Kontrola adheze vrstvy ZrN, Mercedes test, HF = 1,

Povlaky pro tváření Al slitin za studena

V oblasti tváření hliníkových slitin za studena se mnohem více prosazují povlaky na bázi amorfního uhlíku DLC a nově taky na bázi zirkonu (ZrN, ZrTiN, ZrCN, ZrHfN). Povlaky na bázi zirkonnitridu (ZrN) jsou všestranně použitelné s vysokou tvrdostí, odolností proti korozi a vysokou odolností proti adhezi neželezných kovů. Zajímavá je i bílozlatá barva, která se často používá pro dekorativní povlakování. Povlaky ZrN se využívají v oblasti obrábění hliníkových slitin s nižším obsahem křemíku (do 6 %), tváření hliníkových slitin a díky vysoké korozní odolnosti také ve zdravotnictví (ochrana při sterilizaci nástrojů).

Kombinace tvrdých a kluzných vrstev

Pro lepší záběh nástrojů pro tváření je možné použít i kombinaci tvrdých vrstev s kluznými vrstvami na bázi MoS2 (disulfid molybdenu). Tento typ povlaku se také nazývá samomazný, neboť je často používán v aplikacích, kde není možné použít oleje nebo jiné mazání, například v různých vakuových aplikacích, letectví a kosmickém průmyslu. V běžné technické praxi se využívá tento povlak především na vyhazovače a pohyblivé částí forem na lisování plastů, kde se nesmí používat mazání jako prevence proti zadření. Povlak MoS2 není tvrdý, a proto je možné jej nanášet i na tepelně nezpracované, měkké podkladové materiály. Povlak se nanáší odlišnou technologií, než je obvyklé u tvrdých nitridických povlaků. Zatímco u tvrdých povlaků se využívá technologie katodového obloukového napařování, povlaky na bázi MoS2 jsou deponovány technologií magnetronového naprašování. Pomocí této technologie je možné dosáhnout nižší teploty depozice a nižší drsnosti povrchu povlaku. Teplota depozice se obvykle pohybuje kolem 100 °C, na rozdíl od obloukové technologie, kde je teplota 450 °C.

Kontrola tloušťky vrstvy ZrN – 3,30 μm

Testování povlaků ZrN + MoS2

Pro ověření funkčnosti kombinace povlaků ZrN + MoS2 byla ve firmě LISS vytipována aplikace tváření Al slitiny EN6060T66 za studena. Tato slitina se používá při výrobě ve společnosti ALVE. Nástroje byly vyrobeny z oceli 19 436, sekundárně popuštěné na 58 HRC. Povrch byl broušen a následně leštěn na Ra 0,1. Do testů byly nasazeny nástroje s povlakem ZrN+MoS2, TiCN, DLC deponované ve společnosti LISS a WC/C od konkurenční firmy. PVD vrstvy se ve firmě LISS deponují výhradně na zařízeních její švýcarské sesterské společnosti Platit A.G.

Počet zdvihů nástrojů s různými povlaky. Testování kombinace povlaků ZrN+MoS2 jednoznačně prokázalo vhodnost použití těchto povlaků při tváření za studena hliníkových slitin. Pomocí povlaků se podařilo odstranit negativní adhezivní opotřebení a prodloužit trvanlivost nářadí.

Standardní řešení povlaků na lemovacích hlavách (WC/C, TiCN, DLC) přineslo navýšení životnosti na 187 000 pracovních zdvihů. Kombinace povlaků ZrN + MoS2 přineslo navýšení životnosti na 500 000 kusů (viz graf). Při kontrole nástrojů nebylo ani po odlisování 500 000 ks patrné vytváření studených svarů či adhezivní nalepování lemovaného materiálů.

Ing. Jozef Sondor,
Ing. Miroslav Béger, PhD.,
Miroslav Křenek

LISS
j.sondor@liss.cz
www.liss.cz

Reklama
Vydání #4
Kód článku: 130453
Datum: 10. 04. 2013
Rubrika: Trendy / Tváření
Autor:
Firmy
Související články
Optimalizace tvaru nástroje pro válcování

V současné době je velmi vyhledávaným strojem válcovačka typu ULS. A s rozvojem elektromobility se jeví velmi pravděpodobný požadavek na zvyšování produkce hřídelových součástí. Společnost Šmeral Brno se proto rozhodla inovovat a zlepšit nejen stroj ULS, ale i samotný proces tvorby nástrojů příčného klínového válcování (PKV).

Kapalina jako tvářecí medium

V dnešní době je stále více kladen důraz na sofistikovanost i ekonomickou efektivnost výrobních procesů. Současně je žádána výroba stále složitějších tvarů, vyplývajících především z designových návrhů lisovaných součástí, které dříve nebyly řešitelné jako např. výroba negativních tvarů, složitě prostorově i tvarově orientovaných trubkových dílců apod. V tomto případě lze s výhodou, namísto pevných konvenčních nástrojů, využít výrobní metody zaměřené na nepevné nástroje, jako je např. kapalina.

Moderní způsoby ochrany vysokopevných ocelí

V posledních letech je v automobilovém průmyslu kladen stále větší důraz na snižování hmotnosti vozu, potažmo spotřeby a z ní plynoucích emisí, za současného zvýšení bezpečnosti posádky. Jednou z možností, jak splnit tyto požadavky, je nahrazení starých materiálů používaných pro výrobu určitých komponentů za nové, pevnější. Díl z pevnějšího materiálu může být tenčí a potažmo i lehčí oproti dílu původnímu, ale současně je schopen vydržet stejné, nebo i větší namáhání.

Související články
Jsou smíšené konstrukce dočasně za svým zenitem?

Nikdo nenamítá proti oprávněné potřebě lehkých konstrukcí v dopravě, aeronautice, obalové technice a u pohyblivých částí strojů, systémů a zařízení. Avšak jsou smíšené konstrukce s plasty vyztuženými vlákny v současnosti opravdu za svým zenitem?

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Nekonvenční zpracování nové generace vysokopevných výkovků

Vysokopevnostní zušlechtěné výkovky se strukturou popuštěného martenzitu v současné době představují high-end skupinu kovárenských produktů. Díky nejnovějším poznatkům z oblasti fyzikálně-metalurgických dějů probíhajících v materiálu výkovků by skupina vysokopevnostních výkovků mohla být doplněna novou generací výkovků, jejichž struktura je tvořena nekonvenčním CFB (Carbide-Free bainitem) a QP martenzitem.

Nová řada vysekávacích lisů kombinovaných s laserem

V souladu s tradicí soustavného rozvoje produktových řad uvedla společnost Prima Power na trh kompletní novou generaci servoelektrických vysekávacích lisů kombinovaných s laserem.

Co je nového v tvářecí technice

Oblast plošného tváření je dynamicky se rozvíjející segment výroby dílců z plechu. Mezi technologií a stroji byl v minulosti veden neustálý boj. Vždy se podařilo vyvinout technologii, která o kus dál posunula hranice zpracování těžko tvářitelných materiálů nebo tvarově složitých dílců. Velkou roli v tomto rozvoji technologií plošného tváření vždy hrál automobilový průmysl, který neustále zvyšoval požadavky na komplikovanější tvary v souvislosti s fantazií designérů.

Účinná a bezpečná manipulace s plechy

Každá strojírenská výroba či sklad se snaží fungovat co nejefektivněji. V manipulaci s břemeny však české firmy za těmi západními stále ještě trochu zaostávají. A to nejen v rychlosti a účinnosti, ale také v bezpečnosti. Česká společnost Walmag přitom patří již přes 25 let k předním světovým výrobcům špičkových břemenových magnetů, které zásadně usnadňují práci firmám po celém světě. Jednou z jejích specialit jsou i břemenové magnety pro manipulaci s plechy.

Vliv materiálu na kvalitu výlisku

Kvalita vstupního materiálu významně ovlivňuje výslednou kvalitu výlisku. Ověřování jeho vlastností je možné provádět různými zkouškami, mezi něž patří ověřování jeho mechanických vlastností či technologické zkoušky.

Metodika kompenzace odpružení u velkoplošných karosářských výlisků

Dnešní doba je charakterizována rychlou reakcí na akceschopnost a poptávku a klade vysoké požadavky na konečné nízké provozní náklady a vysokou kvalitu všech výrobků. V ideálním případě by měly být výlisky vyráběny bez defektů. Takto dokonalého stavu ovšem není možné zatím dosáhnout. Již v minulosti bylo řadou autorů popsáno početné množství defektů, u kterých se dnes ví, jaký přístup pro jejich predikci a eliminaci zvolit. Jedná se například o zvlnění materiálu, vyčerpání plasticity, iniciace trhliny, ztenčení materiálu aj.

Stroj roste se svými úkoly

Díky vývoji stroje TruPunch 1000 přišla firma Trumpf na trh s vysekávacím lisem určeným pro segment výrobních zařízení základní úrovně, který může být postupně rozšiřován až na kombinovaný stroj. Výsledkem této evoluce je TruMatic 1000 fiber, laserový stroj vybavený spoustou pokrokových novinek, který děruje díry, ohýbá jazýčky a tváří závity.

Produktivní zpracování plechu ze svitků

Jednou z často pokládaných otázek dnešních výrobních společnosti je, jak učinit zpracování plechů ještě jednodušší, flexibilnější a ekonomičtější. Jedním z možných řešení je nahrazení klasického tabulového formátu svitky plechu.

Dopravníky k lisům a vysekávacím strojům

Akciová společnost ASTOS Machinery patří k nejvýznamnějším evropským výrobcům dopravníků k lisům a vysekávacím strojům, jakož i k CNC strojům. Dopravníky k lisům a vysekávačkám jsou principiálně realizovány ve dvou provedeních: jako článkové nebo magnetické.

Sestavte si svůj lis

Díky inovativnímu online konfigurátoru lisů z TOX Pressotechnik mohou konstruktéři a koncoví uživatelé navrhovat lisovací systémy pro výrobu a montáž individuálně. Veškeré navržené sestavy jsou připraveny k plnému provozu v krátkém dodacím čase a za ekonomicky přijatelnou cenu.

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