V oboru povlakování nástrojů existují 3 rozdílné způsoby technologie nanášení otěruvzdorných povlaků na řezné nástroje: CVD, arc PVD (obloukové odpařování), a PVD Sputtering (magnetronové naprašování).
Arc PVD
Princip CVD: Při CVD procesu jsou nástroje umístěny v hermeticky uzavřeném reaktoru ve směsi plynů. Při teplotě okolo 1000 °C tyto směsi plynů dodávající kovové a nekovové příměsi, reagují na povrchu nástroje a vytvářejí povlaky jako karbid titanu (TiC), nitrid titanu (TiN), karbonitrid titanu (TiCN), oxid hlinitý (Al2O3) a jiné. Tloušťka CVD vrstvy se pohybuje v rozmezí 5 – 20 µm. V dnešní době je metoda CVD využívána zejména pro povlakování vyměnitelných břitových destiček.
PVD Sputtering
PVD povlakování je založeno na principu uvolnění nanášené látky ze zdrojového terče a přenosu uvoněného materiálu na povrch nástroje.
U metody arc PVD je zdrojový terč nejdříve nataven elektrickým obloukem. Natavený materiál je odpařen, zionizován a díky zápornému předpětí přivedenému na nástroje následně usměrněn a nanesen. Negativním důsledkem této povlakovací metody je tvorba kapének, které narušují homogenitu vytvořeného povlaku.
Společnost CemeCon s.r.o. využívá metodu PVD Sputtering. Prvky, které je třeba uvolnit pro nanesení povlaku jsou odprášeny z pevného stavu do plynného prostřednictvím cíleného bombardování zdrojového terče atomy argonu a kryptonu. Uvolněné atomy jsou následně zionizovány a spolu s atomy plynu, které mohou být přivedeny do povlakovací komory usměrněny ze zdrojového terče na povrch nástrojů. Výsledkem kompozice těchto atomů je homogenní, extrémně hladký povlak, bez přítomnosti mikrokapének.
Výhody povlaků CemeCon
- Extrémně hladký povrch
- Vysoká tvrdost a zvýšená tvrdost za tepla
- Mimořádně silná přilnavost k substrátu
- Odolnost vůči oxidaci
- Nízký koeficient tření
- Minimální zbytková pnutí
Animace - PVD Arc
Animace - PVD Sputtering (kliknutím zobrazíte animaci)
Princip magnetronového naprašování přináší množství výhod, například v možnosti vytváření různých variací povlaků v závislosti na typu terče, který je odprašován. Z principu je možné odprašovat různé vodivé i nevodivé prvky (Ti, Al, Zr, C, Cu, B, Si…) v různých poměrech a spolu s přivedenými plyny (N2, O2, CH4, H2…) vytvářet kombinace různých povlaků.
TiSi terč pro přípravu TiSiN povlaku
CrAlSi terč pro přípravu CrAlSiN povlaku
Příkladem mohou být zdrojové terče, které využíváme pro přípravu TiAlN povlaků. Jedná se o Ti desky, ve kterých jsou zalisovány Al válečky. Při povlakovacím procesu je zdrojový terč bombardován atomy argonu a kryptonu. Uvolněné částice Ti + Al spolu s přivedeným plynem N2 vytvoří povlak TiAlN. Pomocí změny množství Al válečků v titanové desce jsme schopni ovlivnit výsledné chemické složení povlaku.
Jiným příkladem může být nanesení povlaku TiB2(Aluspeed), kde jsou použity slitinové terče bez přítomnosti pracovního plynu (N2), který by se stal součástí povlaku. Slitinové terče jsou produktem práškové metalurgie. Poměr odprášených prvků ve slitinovém terči odpovídá poměru nanesených prvků na nástroji.
Průřez povlakem
