Покрытия металлорежущего инструмента

Металлорежущий инструмент может иметь различные покрытия. Их наносят для:

• увеличения срока службы инструмента
• увеличения стойкости к высоким температурам и коррозии
• уменьшения трения
• отказа от смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ)

Существует два основных способа нанесения упрочняющего покрытия:

• Chemical Vapour Deposition (CVD) – метод химического осаждения
  Он происходит в специальной камере с очень высокой температурой (до 1200°C). Материал покрытия подаётся в паровом агрегатном состоянии и за счёт нагрева вступает в реакцию с металлом, из которого изготовлен инструмент.
  За счёт метода химического осаждения можно создавать по-настоящему уникальные покрытия с особыми свойствами. Дело в том, что технология CVD позволяет наносить покрытия в несколько слоёв. В каталогах некоторых производителей можно встретить до 18 типов покрытий для каждого инструмента.
  Впрочем, минус у данного метода также имеются. Во время нанесения покрытия инструмент довольно сильно раскаляется, из-за чего в твёрдосплавных инструментах возникает риск образования хрупких фаз.
• Physical Vapour Deposition (PVD) – метод физического осаждения
  Он более популярен за счёт относительной дешевизны. Покрытие в данном случае наносится за счет испарения или распыления. Т.е. исходные твёрдые материалы переводятся в газовую фазу. Затем при помощи электромагнитного поля транспортируются к режущему инструменту, нагретому до температуры, не превышающей 500°C, где ионизированный материл сталкивается и равномерно конденсируется на режущем инструменте.
  Покрытие наносится очень тонким слоем – толщина не превышает 5 мкм. Это даёт возможность сохранить режущую кромку максимально острой, что особенно важно во время финишной обработки и обработки с повышенными требованиями к точности и жёсткими допусками на размеры.
  Метод PVD требует дорогостоящего оборудования и высококвалифицированного персонала, однако результат легко окупается. Особенно, если инструмент с покрытием необходим для высокоточной обработки.

Самые популярные покрытия методом CVD:

• Карбид титана (TiC) увеличивает срок службы твёрдосплавного инструмента и препятствует образованию сколов на режущей поверхности.
• Нитрид титана (TiN) является самым универсальным и экономичным покрытием, которое предотвращает образование заусенцев и налипание обрабатываемого металла на режущую кромку, тем самым улучшая качество обработки поверхности. Увеличивает срок службы инструмента в 3-4 раза по сравнению с инструментом без покрытия. Выступает в качестве механического, термического и химического барьера между режущей кромкой и обрабатываемой деталью.
  Им обрабатывают инструментальные стали, чугун, легированные стали (не титаносодержащие).
• Оксид алюминия (Al₂O₃) помогает инструменту работать в условиях повышенных температур, препятствуя его перегреву, так как выступает в роли отличного термоизолятора.

Самые популярные покрытия методом CVD:

• Нитрид титана (TiN) – об нём было написано выше.
• Карбонитрид титана (TiCN) обеспечивает высокую твердость и одновременно хорошую ковкость. Для TiCN характерен очень низкий коэффициент трения, за счёт чего можно обрабатывать детали на высоких скоростях.
  Им обрабатывают инструментальные стали, чугун, легированные стали (не титаносодержащие).
• Алюминий Титан Нитрид (AlTiN) – покрытие с уникальной нанокомпозитной структурой, которая существенно увеличивает твёрдость, термостойкость (до 900°C) и сопротивление ударным нагрузкам, а также обладает коррозионной стойкостью.
• Алюминий Хром Нитрид (AlCrN) применяется для равномерного износа и сопротивления сколам благодаря высокой термостойкости и отличной производительности в сложных условиях и прерывистых режимах резания. Даже без применения СОЖ.

Есть и другие покрытия, которые применяют для обработки разных материалов. Но они более специфичные.