Tendințe în tehnologia de acoperire a uneltelor

Prima piață de explorat este piața de acoperire a sculelor. Îmbunătățirea vieții pentru unelte este rezultatul mai multor funcționalități îmbunătățite, în funcție de utilizarea instrumentului. Duritatea, rezistența la temperatură și contactul dintre scule și materialul care trebuie tăiat sau format pot fi influențate pozitiv. În unele cazuri, uneltele acoperite pot realiza o viață a sculei de 10 ori mai lungă decât uneltele neacoperite. O tendință importantă care influențează acoperirea sculelor este tăierea materialelor ușoare. În industria automobilelor, materialele ușoare sunt alese din cauza consumului redus de combustibil și a emisiilor de CO 2 mai reduse. Ca rezultat, materiale precum plasticul din aluminiu, magneziu și carbon întărit câștigă importanță. În afară de greutatea redusă, aceste materiale au un lucru în comun - au tendința de a se lipi de mașina de tăiere, ducând la o durată de viață mai scurtă a sculei. Această tendință a stimulat dezvoltarea stratului de acoperire DLC, care este un strat de carbon fără diamante, de tipul carbonului, cu un coeficient scăzut de frecare.

Crossover Tribological Applications

Este un exemplu practic de dezvoltare încrucișată provenită din tribologie și aplicată pe piața de acoperire a sculelor. În aplicații tribologice, această acoperire cu diamant sub formă de carbon (DLC) fără hidrogen este utilizată pentru a reduce uzura și frecare. Aplicată în industria sculelor, acoperirile DLC s-au dovedit a fi extrem de potrivite pentru tăierea metalelor ușoare și a materialelor plastice armate cu fibre care au tendința de a se lipi de scule. O acoperire ta-C pentru unelte este mult mai subțire, cu o grosime tipică a stratului de 0,5 μm. Cu acoperirea cu DLC, durata de viață a sculei poate fi mărită semnificativ. Acoperirile sunt depozitate cu tehnologie de depunere cu arc folosind catoduri cu arc în formă circulară, garantând o adeziune puternică a învelișului propriu-zis.

Eficiența costurilor

În fiecare sector, eficiența costurilor este un factor de conducere care necesită o atenție constantă. Industria sculelor nu face excepție. Costul acoperirilor sculelor este doar o mică parte din costul total al unei scule, dar deoarece procesul de acoperire este poziționat la capătul liniei de producție, este foarte important ca acoperirea să fie de înaltă calitate. Prin urmare, în acoperirea cu scule, fiabilitatea este la fel de importantă ca și costurile. Odată cu dezvoltarea unei noi tehnologii cu arc circular pentru depozitarea acoperirilor cu nitruri, companiile se vor concentra asupra creării mai multor factori de cost-proprietate mai eficienți decât oricând. Caracteristicile vor fi perioade scurte de timp, eficiență țintă ridicată și acoperiri netede care necesită tratament post-tratament minim. O schimbare în acoperirile de referință se întâmplă acum în momentul în care tehnologia dovedită a fost extinsă cu o acoperire AlCrN foarte funcțională pentru plite folosite la tăierea angrenajelor.

Durabilitate

Conștientizarea metodelor de producție durabile devine din ce în ce mai accentuată, inclusiv în industria de unelte și în domeniile conexe în sus și în jos ale lanțului de aprovizionare. Factori importanți sunt viitorul deficit de materii prime, consumul de energie, energia regenerabilă, toxicitatea materialelor și reciclarea în cercurile biologice sau industriale. În industria uneltelor, unele răspunsuri la aceste provocări se regăsesc în viteza mai mare a uneltelor și în ratele de alimentare. Unele unelte acoperite pot obține nu numai lungimi de tăiere mai lungi, ci și o adâncime mai mare de tăiere pe contact, economisind timp și energie de-a lungul drumului. Rata de alimentare a contoarelor pe minut este decisă. O altă tendință care se datorează durabilității și eficienței costurilor este utilizarea mai puțin a lichidelor de răcire. Masurarea uscata sau lubrifierea cantitatii minime (MQL) au tendinta, ceea ce duce la cresterea temperaturilor marginilor de taiere a sculei si, prin urmare, necesitatea unei rezistente de oxidare imbunatatita.

Rezistența la temperaturi

Tendințele în industria de scule sunt toate legate. Tendințele de eficiență a costurilor și de conștientizare ecologică conduc la o utilizare mai redusă a lichidelor de răcire, ceea ce, la rândul lor, conduce la temperaturi mai mari în timpul tăierii. Industria răspunde cu o alegere diferită de materiale componente și acoperiri care pot rezista temperaturilor ridicate. Materialele componente, cum ar fi aliajele de titan (Ti) și nichel (Ni), sunt dificil de tăiat datorită tendinței lor de lipire și rezistenței, dar acoperirea ta-C nu va aduce soluții aici datorită temperaturii de funcționare maximă de aproximativ 500 ° C. Acoperirile cu nitriți sunt, prin urmare, o soluție mai bună. Ele pot funcționa la temperaturi de funcționare de până la 1100 ° C sau chiar 1500 ° C (Tabelul 1). Dezvoltarea orientată spre aplicații a fost făcută pentru a adapta acoperirile realizate cu tehnologia arcului circular la aplicații specifice, cum ar fi frezarea de mare viteză și finisarea prin așchiere. Pentru tăierea titanului, acoperirea TiAlN produsă cu tehnologie specifică cu arc circular poate da rezultate excelente. În plus, există evoluții privind acoperirea cu nanocompozite cu conținut de siliciu și AlTiN pentru reglaje fine pentru aplicații specifice.

Concluzie

Tendințele pe piețele instrumentelor, tribologice și decorative oferă multe oportunități pentru tehnologia PVD și PACVD. O mare parte din cercetare și dezvoltare se realizează de echipe formate din producătorii de echipamente de acoperire, universități și industria pentru îmbunătățirea și optimizarea acoperirilor. Ar trebui acordată o atenție deosebită încrucișărilor dintre diferitele piețe. Experiențele dintr-o aplicație pot oferi o mulțime de contribuții pentru dezvoltarea în continuare a tehnologiilor și a soluțiilor de acoperire pentru o altă aplicație, uneori pe o piață complet diferită. Crossoverele pot accelera semnificativ evoluțiile.