Rodzaje powłok
Jan 11, 2018| Powłoki monoblokowe
Pierwszą generacją twardych powłok PVD były azotki jednowodorotlenowe, takie jak TiN, CrN i ZrN. Są wykorzystywane komercyjnie od połowy lat 80. XX w. W zastosowaniach skrawających (ze względu na ich wyższą twardość w porównaniu do stali szybkotnącej i węglika spiekanego) oraz ze względów dekoracyjnych ze względu na ich atrakcyjny wygląd: TiN ma charakterystyczny żółty złoty kolor, CrN wygląda jak srebrny, ZrN ma kolor białego złota. Stopione powłoki poprawiają twardość, odporność na zużycie, wytrzymałość i odporność na utlenianie, wprowadzając do sieci TiN inne pierwiastki, takie jak C, Al i Cr. Trzy podstawowe powłoki - TiN, TiCN i TiAlN - stanowią obecnie ponad 70% światowego rynku powłok.
Wielowarstwowe powłoki
Dalsze polepszenie właściwości twardych powłok PVD osiągnięto dzięki osadzaniu struktur wielowarstwowych. Wybierając odpowiednią kombinację materiałów dla wielowarstwowej struktury, można poprawić odporność na zużycie, korozję, utlenianie. Struktura wielowarstwowa ma wyższą wytrzymałość i niższą twardość porównywalną z powłokami monoblokowymi. Struktura "sandwich" absorbuje pęknięcie przez podwarstwy, dlatego wielowarstwowa powłoka jest zwykle preferowana dla wysokiego obciążenia dynamicznego, np. Dla obróbki zgrubnej.
Powłoki nanokompozytowe
Nanokompozytowe struktury reprezentują nową klasę materiałów, składającą się z dwóch lub więcej faz współistniejących w bardzo małej objętości, kryształów o wymiarach 3 ... 10 nm. W przypadku materiałów nanokrystalicznych liczba atomów w ziarnie kryształu jest porównywalna, a nawet mniejsza, niż liczba atomów znajdujących się w granicach ziaren. W takich warunkach powstawanie dyslokacji jest hamowane przez granice ziaren, a mechaniczne odkształcenie zachodzi przez mechanizm poślizgu na granicy ziaren, a nie przez ruch dyslokacyjny, który jest mechanizmem odkształcenia w konwencjonalnych materiałach. Prowadzi to do znacznego zwiększenia twardości materiałów nanokrystalicznych i do rozwoju supertwardych materiałów. Poprzez osadzanie różnych rodzajów materiałów składniki (takie jak Ti, Cr, Al i Si) nie są mieszane i tworzone są dwie fazy. Ziarno nanokrystalicznego TiAlN lub AlCrN zostaje osadzone w amorficznej osnowie Si3N4. Powłoki nanokompozytowe są dostępne w handlu od 2003 roku i mają wyjątkowe właściwości i zastosowania.
Powłoki DLC i OXI
Powłoka diamentowa (DLC) jest metastabilną formą amorficznego węgla o wysokim odsetku sześciennych elementów sp3. Powłoki DLC poprawiają właściwości docierania narzędzi do usuwania wiórów i formowania oraz odgrywają ważną rolę w obróbce miękkich i adhezyjnych materiałów, które powodują narastanie krawędzi. Obecnie powłoki DLC są stosowane głównie w produkcji masowej komponentów w celu ochrony przed zużyciem przez mniejsze tarcie. Powłoki tlenkowe i oksynotrydowe służą do oddzielania narzędzia / elementu i obrabianego przedmiotu i uzyskania niskiego powinowactwa między nimi, zwłaszcza w procesach cięcia na sucho, w których osiąga się wysokie temperatury. Oferują następujące zalety: wysoka odporność na zużycie adhezyjne, zużycie ścierne, utlenianie, dyfuzja tlenu (warstwa już jest w postaci tlenku); izolacja chemiczna i termiczna oraz obojętność chemiczna; zmniejszone tarcie nawet w temperaturach powyżej 1000 ° C; mniej zabudowanych krawędzi i mniejszy poziom zakłóceń materiału w strefie styków trójkołowych.
