Покрытия для твердосплавных инструментов: типы, преимущества и области применения

Что такое карбидное покрытие инструмента?

Покрытие твердосплавных инструментов - это процесс нанесения износостойкого тонкого слоя соединений тугоплавких металлов, таких как TiC или TiN, HfN, Al2O3 и т. д., на поверхность твердосплавных вставок с помощью таких методов, как химическое осаждение из паровой фазы (CVD). Таким образом создается поверхность цементированного карбида с покрытием. Технология нанесения покрытий является одним из основных методов повышения производительности инструмента. Нанесение покрытия на режущий инструмент повышает его стойкость к различным видам износа, увеличивает срок службы инструмента, улучшает точность поверхности обрабатываемых деталей, увеличивает скорость резания и подачи, повышая тем самым эффективность обработки металлов резанием.

Характеристики карбидных покрытий

Твердосплавные покрытия применяются в основном в режущем инструменте и обладают следующими характеристиками:

Покрытия эффективно улучшают износостойкость карбидов, снижают коэффициент трения между заготовкой и поверхностью инструмента, уменьшают режущие силы и снижают температуру резания. В результате можно увеличить скорость резания без ущерба для срока службы инструмента.

Инструменты с покрытием не подходят для обработки таких материалов, как титановые сплавы и аустенитная нержавеющая сталь. В настоящее время твердые сплавы с поверхностным покрытием используются в основном в процессах полуфинишной и финишной обработки. С развитием технологии нанесения покрытий и совершенствованием технологических процессов ожидается дальнейшее расширение области применения этих сплавов.

Типы и применение покрытий для твердосплавных инструментов

На основе различных материалов покрытия, твердосплавные инструменты с покрытием можно разделить на следующие четыре типа:

Вставки с покрытием TiC;

Толщина покрытия: 5-7 мкм;
Твердость покрытия: HV 3200-3250;
Характеристики: Это был первый тип вставки с покрытием. Он отличается высокой твердостью покрытия и хорошей диффузией в подложку, что приводит к прочному сцеплению покрытия с подложкой. Однако между покрытием и основой возникает обезуглероживание, которое увеличивается с ростом толщины покрытия. Это приводит к снижению прочности на изгиб, повышению хрупкости и склонности к образованию сколов при резании.

Вставки с покрытием TiN;

Толщина покрытия: 8-12 мкм;
Твердость покрытия: Ниже, чем у TiC;
Характеристики: TiN-покрытия имеют меньшую твердость по сравнению с TiC-покрытиями, а прочность сцепления с основой также уступает TiC. Покрытия TiN обладают хорошей теплопроводностью и более низкими коэффициентами трения с материалами на основе железа, что приводит к повышению стойкости к износу кромок. Кроме того, TiN-покрытия менее подвержены образованию хрупких фаз между покрытием и подложкой, что позволяет получать более толстые покрытия по сравнению с TiC.

Вставки с композитным покрытием TiN-TiC;

Толщина покрытия: Первым слоем на поверхности подложки является TiC толщиной около 1 мкм, за которым следует внешний слой TiN.
Характеристики: Первоначальный слой TiC предназначен для получения прочного соединения. Затем следует композиционное покрытие из взаимно проникающих карбидов и нитридов, причем внешний слой - TiN. По сравнению с покрытиями из чистого TiC преимущества такого композиционного покрытия заключаются в более высокой теплопроводности, лучшей стойкости к адгезионному износу и более прочном сцеплении с основой. Другими словами, композитное покрытие сочетает в себе преимущества как TiN, так и TiC-покрытий.

Вставки с металлокерамическим (Al2O3) покрытием и вставки с двойным покрытием;

В первом случае Al2O3 наносится на твердосплавную подложку, а во втором - на пластину с TiC-покрытием. Пластины с двойным покрытием могут использоваться для обработки стальных и чугунных деталей на скоростях резания 5-6,7 м/с (300-400 м/мин) при стойкости инструмента 900 секунд.

Для описанных выше покрытий на основе твердосплавных пластин при резке стали в качестве подложки используется K01, а при резке чугунных деталей - K20.

Мы — профессиональное производственное предприятие, специализирующееся на обработка твердосплавных деталей. Мы предлагаем изготовление деталей из карбида вольфрама любой формы по индивидуальному заказу, начиная с одной штуки. Наша приверженность качеству и удовлетворению потребностей клиентов позволила нам завоевать прочную репутацию надежного поставщика высококачественных прецизионных деталей.