Charakterystyka powłok narzędziowych

1. Twardość

Wysoka twardość powierzchni powłoki jest jednym z najlepszych sposobów na poprawę żywotności narzędzia. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższa jest twardość materiału lub powierzchni, tym dłużej trwa żywotność narzędzia.

Powłoka węglikoazotku tytanu (TiCN) ma wyższą twardość niż powłoka z azotku tytanu (TiN). Ze względu na zwiększoną zawartość węgla twardość powłoki TiCN zwiększa się o 33%, a jej twardość zmienia się od około Hv 3000 do 4000 (w zależności od producenta).

Zastosowanie diamentowej powłoki CVD o twardości powierzchni do Hv9000 na narzędziach do cięcia stało się bardziej dojrzałe. W porównaniu z narzędziami pokrytymi PVD, żywotność narzędzi z diamentowymi narzędziami CVD wzrosła od 10 do 20 razy. Wysoka twardość i szybkość skrawania powłoki diamentowej może zostać zwiększona 2 do 3 razy w porównaniu z niepowlekanym narzędziem, dzięki czemu jest dobrym wyborem do obróbki materiałów nieżelaznych.

2. Odporność na ścieranie

Odporność na ścieranie odnosi się do zdolności powłoki do odporności na ścieranie. Chociaż twardość niektórych materiałów obrabianych może nie być zbyt duża, elementy dodane podczas procesu produkcji i przyjętego procesu mogą spowodować pęknięcie lub stępienie krawędzi narzędzia.

3. Smarowność powierzchni

Wysoki współczynnik tarcia zwiększy ciepło skrawania, skracając żywotność, a nawet awarię. Niższy współczynnik tarcia może wydłużyć żywotność narzędzia. Delikatna gładka powierzchnia powłoki pomaga zredukować ciepło cięcia, ponieważ gładka powierzchnia pozwala szybko zsuwać się z powierzchni natarcia i zmniejszyć wytwarzanie ciepła. W porównaniu z narzędziami niepowleczonymi, lepszą smarowność powierzchni narzędzi do powlekania można przetwarzać z większą prędkością skrawania, co pozwala uniknąć spawania w wysokiej temperaturze materiału przedmiotu obrabianego.

4. Temperatura utleniania

Temperatura utleniania odnosi się do temperatury, w której powłoka zaczyna się rozkładać. Im wyższa temperatura utleniania, tym lepiej proces cięcia przebiega w warunkach wysokiej temperatury. Chociaż twardość powłoki TiAlN w temperaturze pokojowej może być niższa niż powłoka TiCN, udowodniono, że jest ona znacznie bardziej skuteczna niż TiCN w obróbce w wysokiej temperaturze. Powodem, że powłoka TiAlN może nadal utrzymywać swoją twardość w wysokiej temperaturze jest to, że warstwa tlenku glinu może być utworzona pomiędzy narzędziem skrawającym a chipem, a warstwa tlenku glinu może przenosić ciepło z narzędzia na element obrabiany lub czip. W porównaniu z narzędziami ze stali szybkotnącej, prędkość skrawania narzędzi z węglika spiekanego jest zwykle wyższa, co sprawia, że TiAlN jest preferowaną powłoką dla narzędzi z węglików spiekanych.