8 800 700-27-64 0
Росмарк-Сталь / Статьи / Появление технологии упрочняющего покрытия

Появление технологии упрочняющего покрытия

Появление технологии упрочняющего покрытия.

Установка «Булат»

Технология упрочняющего покрытия возникла в пятидесятых годах прошлого века с создания установки «Булат» в Харькове. С тех пор было произведено тысячи «Булатов», и эта установка знакома многим инструментальщикам еще с советских времен. Принцип ее работы прост и надежен. Электрическая дуга, создаваемая высоким напряжением (как при электросварке), воздействует на твердый материал, расплавляет и испаряет (плазменный процесс) частицы титана в среде азота, и нитрид титана осаждается на подготовленную поверхность режущего инструмента. На установке «Булат» процесс не имеет автоматизации и полностью зависит от оператора. Однако инструмент с таким покрытием в целом дает более высокую стойкость, лучшие свойства скольжения (условно на 30-40%) по сравнению с непокрытым инструментом.

Технология Arc (дуговая). Применение ЧПУ

Западные инженеры подхватили технологию, созданную в Советском Союзе, дали ей название «Arc технология покрытия» (arc – дуга), добавили возможность более точно управлять процессом за счет ЧПУ, усовершенствовали процессы эмиссии, осаждения и подготовки поверхности, пытаясь отсечь капли и брызги.

Все это дало прирост стойкости режущего инструмента в целом еще условно на 20-25 % по сравнению с «Булатом».

Принцип действия «Булата» сохранился. Основным недостатком технологии покрытия Arc является способ эмиссии наносимого материала. Дело в том, что дугу весьма сложно контролировать, и, как и при сварке, при эрозии материала дугой происходит нагрев материала (хоть и быстрый), потом расплавление и затем испарение или превращение в ионы плазмы. И, как и при сварке, возникают брызги расплавленного материала, также выбиваются и различные частицы твердого материала, и после осаждения гладкость поверхности оставляет желать лучшего.

В настоящее время по технологии Arc покрытия работают такие компании как Balzers, Eifler, Platid, Guhging.

Кроме того, если для покрытия нужно использовать разные материалы, то необходимо учитывать, что температура плавления и испарения разных материалов (например, алюминия и титана) разная и поэтому, если использовать сплав, то более легкоплавкий материал весь испарится из зоны воздействия дуги, а более тугоплавкий материал - нет. Приходится в качестве материала использовать специальные дорогие кассеты, изготовленные методом спекания зерен из разных материалов. Стоимость загрузки (для одного такого цикла загрузки камеры) покрытия по Arc технологии составляет от 900 евро.

Технология Sputter (бескапельное распыление)

Новая технология получила название Sputter (Спаттер) (от англ. распыление, спрей). Данная технология разработана специалистами Аахенского технического университета. Главную роль в получении ионов наносимого материала здесь играет уже не воздействие на материал дугой, а обстрел мишени (материала) ионами аргона. Дело в том, что ионы аргона имеют очень небольшую массу (соответственно и кинетическую энергию) и поэтому могут выбить из куска твердой мишени лишь очень мелкие частицы материала, измеряемые одним или несколькими атомами. Процесс получения ионов материала хорошо управляется, так как регулируется скоростью движения ионов аргона, кинетическая энергия которых пропорциональна квадрату скорости ионов, а скорость регулируется за счет напряжения на катоде (мишени / материале). В результате бомбардировки мишени частицы материала испаряются, минуя жидкую фазу, что делает процесс очень стабильным (исключены брызги, как при дуговой электросварке). 2 (1).jpg 3_.jpg 4_.jpg 5.jpg

По данной технологии работает компания CemeCon (Семекон)

За счет отсутствия крупных капель и мелких частиц ионов плазмы, полученной по технологии Sputter, покрытие более равномерно ложится на различные поверхности покрываемой заготовки.

Особенно это выражено на кромках: при этой технологии покрытие (за счет распыления мелких однородных частиц) создает радиус на кромке.

Также ее преимуществом является то, что на одной установке можно наносить все виды покрытия на разные виды режущего инструмента, включая режущие пластины. При использовании, например, Arc технологии нужны разные установки для пластин и осевого инструмента.

На бескапельных Spatter установках CemeCon также можно наносить различные цветные покрытия (золотое, синее, серое красное, черное, серебряное), так как за одну загрузку можно устанавливать 4-6 мишеней, а технология испарения материала за счет ионов аргона принципиально такая же.

Стоимость покрытия одной загрузки камеры установки при использовании технологии CemeCon составляет 130 евро, так как используются простые в изготовлении катоды.

Технология Sputter обеспечивает также меньшее остаточное напряжение покрытия.

Другие статьи