Επικαλύψεις Εργαλείων
Οι επικαλύψεις των εργαλείων κοπής και διάτρησης είναι πολλές. Όλες τους έχουν δημιουργηθεί για να βελτιώνουν την απόδοση των εργαλείων κοπής, δίνοντας τους ιδιότητες που τα κάνουν ανθεκτικότερα στις διάφορες εφαρμογές της μεταλουργίας.
Ο παρακάτω πίνακας περιέχει γενικές πληροφορίες για τις πιό γνωστές επικαλύψεις εργαλείων της οικογένειας TiN (Titanium Nitride), ένα πολύ σκληρό και σταθερό κεραμικό υλικό το οποίο κατέκτησε το μεγαλύτερο μέρος της αγοράς στις επικαλύψεις εργαλείων.
| Επικάλυψη | Στοιχεία | Χρώμα | Κυκλοφόρησε | Ιδιότητες | Κατάλληλη για |
|---|---|---|---|---|---|
| TiN | Τιτάνιο (Τι) Άζωτο (N) |
Κίτρινο | 1970 | Εξαιρετική αντοχή στη φθορά, θερμική σταθερότητα και χαμηλός συντελεστής τριβής | Χάλυβα, ανοξείδωτο χάλυβα, χυτοσίδηρο, γενική χρήση |
| TiCN | Τιτάνιο (Ti) Άνθρακας (C) Άζωτο (N) |
Γκρι-γαλαζωπό | 1980 | Καλή πρόσφυση, σκληρότητα και αντοχή στο θρυμματισμό | Ανοξείδωτο χάλυβα, αλουμίνιο, χαλκό, χυτοσίδηρο, κράματα υψηλής περιεκτικότητας σε πυρίτιο |
| TiAlN | Τιτάνιο (Ti) Αλουμίνιο (Al) Άζωτο(N) | Βιολετί γκρι | 1990 | Χαμηλή θερμική αγωγιμότητα, υψηλή σκληρότητα | Χάλυβες υψηλής αντοχής, σκληρούς χάλυβες και κράματα υψηλής θερμοκρασίας, συμπεριλαμβανομένης της βάσης νικελίου και του τιτανίου |
| ΤiSiΝ | Τιτάνιο (Ti) Πυρίτιο (Si) Άζωτο(N) |
Μπρονζέ | 1990 | Εξαιρετική αντοχή στη φθορά, xαμηλή θερμική αγωγιμότητα, χαμηλός συντελεστής τριβής, υψηλή σκληρότητα | Τιτάνιο, χάλυβα εργαλείων (tool steel), κράματα υψηλής θερμοκρασίας, χάλυβας καλουπιών, ανοξείδωτο χάλυβα, κράματα νικελίου, χυτοσίδηρο |
| AlTiSiN |
Αλουμίνιο (Al) Τιτάνιο (Ti) Πυρίτιο (Si) Άζωτο(N) |
Μώβ | 2000 | Εξαιρετική αντοχή στη φθορά, αντοχή στις υψηλές θερμοκρασίες, χαμηλός συντελεστής τριβής, σκληρότητα | Ανοξείδωτο χάλυβα, κράματα νικελίου, αλουμίνιο |
Επικάλυψη TiN
Η επικάλυψη TiN κυκλοφόρησε στα τέλη της δεκαετίας του 1970 σαν επικάλυψη τρυπανιών και κονδυλίων HSS (High Speed Steel) και αποτελεί τη "γιαγιά" της οικογένειας των επικαλύψεων τιτανίου.
Η επικάλυψη TiN ήταν μια γενικής χρήσης, απλή και οικονομική επίστρωση η οποία αποτέλεσε σημαντική καινοτομία στον τομέα της μεταλλουργίας και συνεχίζει να χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλές εφαρμογές μέχρι και σήμερα.
Επικάλυψη TiCN
Η επικάλυψη TiCN κυκλοφόρησε στο εμπόριο ως σκληρή επικάλυψη δεύτερης γενιάς αμέσως μετά την TiN και καθιερώθηκε στον κόσμο των μεταλλουργικών και εργαλειομηχανικών εφαρμογών από τη δεκαετία του 1980.
Με την έλευση των νέων σκληρών κραματοποιημένων χάλυβων, τα εργαλεία κοπής αναζητούσαν αντίστοιχες επικαλύψεις για τη νέα πρόκληση. Η επικάλυψη TiCN αναπτύχθηκε στη βάση του TiN προσθέτοντας έξτρα άτομα άνθρακα τα οποία έδωσαν μεγαλύτερη αντοχή.
Επικάλυψη TiAlN
Η επικάλυψη TiAlN κυκλογόρησε τη δεκαετίατου 1990 και είναι ίσως η πιό διαδεδομένη επικάλυψη εργαλείων κοπής και διάτρησης. Ακολουθεί την ίδια αρχή του TiCN, αλλά με άτομα Al (Αλουμινίου) αντί C (Άνθρακα).
Το πλεονέκτημα αυτής της επικάλυψης είναι η διατήρηση της σκληρότητας της σε υψηλές θερμοκρασίες έως και περίπου 800°C ενώ η θερμή σκληρότητα (hot-hardness) αυξάνετε με την περιεκτικότητα σε Al (Αλουμινίου).
Επικάλυψη ΤiSiΝ
Η επικάλυψη TiSiN αναπτύχθηκε στα μέσα της δεκαετίας του 1990 για να παρέχει βελτιωμένες ιδιότητες σκληρότητας, αντοχής στη φθορά, και θερμοκρασίας σε σύγκριση με παλαιότερες γενιές επικαλύψεων. Η συνδυαστική παρουσία τιτανίου, πυρίτιου και αζώτου σε αυτήν την επικάλυψη δημιούργησε μία εξαιρετικά σκληρή επικάλυψη με θερμή σκληρότητα (hot-hardness) άνω των 900°C που βελτίωσε σημαντικά τη γενική απόδοση των εργαλείων κοπής σε αρκετές εφαρμογές.
Επικάλυψη AlTiSin
Η επικάλυψη AlTiSin αναπτύχθηκε στις αρχές του 2000 και ανοίκει σε μία νέα και έξυπνη κατηγορία νανοσύνθετων υλικών. Το θεμέλιο αυτής της επικάλυψης εξακολουθεί να είναι το παλιό καλό TiN όμως στη σύνθεση της εμπλέκονται τα στοιχεία Al (Αλουμίνιο) και Si (Πυρίτιο).
Το αποτέλεσμα είναι μια εξαιρετικά σκληρή επικάλυψη με θερμή σκληρότητα (hot-hardness) άνω των 1000°C, ιδανική για εφαρμογές όπου απαιτούνται υψηλές αποδόσεις κοπής και αντοχή σε ακραίες θερμοκρασίες. Η επικάλυψη AlTiSin συναντάται συχνά σε εργαλεία σκληρότητας > 60HRC.
