Pannon. Bevonat tájoló

Átírás

1 Pannon Bevonat tájoló

2 Mikrostruktúrák 2 Monoblock (MB) A tapadó alapbevonat nélküli monoblock gyártása a legegyszerűbb és legtermelékenyebb. A bevonat összetétele megfelel az ötvözött targetek összetételének. Különösen a magas alumínium tartalmú bevonatokhoz ajánlott a Cr vagy Ti alapú tapadó bevonat használata. Multilayer (ML) Coating thickness: Layer 1: 0.89 µm Layer 2: 0.22 µm Layer 3: 0.17 µm Layer 4: 0.23 µm Layer 5: 0.18 µm Layer 6: 0.25 µm Layer 7: 0.23 µm Layer 8: 0.35 µm CT=1.84µm CT=1.92µm CT=2.52µm A multilayer struktúra szívóssága magasabb, keménysége alacsonyabb, mint a monolayereké. A szendvics struktúra elnyeli a közbenső rétegek közti repedéseket. Éppen ezért a multilayer bevonatokat előszeretettel alkalmazzák nagy dinamikus terhelésnél, pl. nagyoláshoz. Gradiens (G) CT=2.5µm A gradiens struktúra is egy tapadó bevonattal indul. A magréteg nagyon szívós a magas CrN és TiN tartalom miatt. A bevonat felső rétege felé egyenletesen nő a keménységet adó komponens (pl. köbös AlN) aránya, így a legkülső réteg lesz a legkeményebb.

3 Nanolayer (NL) Nanokompozit (NC) Triple Coatings 3 Nanostruktúrák Nanokompozit felső réteg Monoblock vagy gradiens magréteg Tapadó bevonat 3 A nanolayer az ún. nanobevonatok klasszikus tagja. A multilayerek finomabb típusa, ahol a rétegek periódusa < 20 nm. Mivel a nanolayer keménysége függ a periódustól, a bevonat keménysége egy bevonatolási adagon belül eltérhet a különböző nagyságú szerszámokon. 5 nm A kemény nanokristály-részecskék (pl. AlTiN, AlCrN) beágyazódnak az amorf Si3N4-mátrixba. Az amorf mátrix megakadályozza a nanokristály-részecskék növekedését és ezzel keménységének csökkenését. Ez a nanokompozit struktúra jelentősen felfejleszti a bevonat karakterisztikáját. A bevonat keménysége nem függ az adag nagyságától és a szerszámok méretétől. CT=2.72µm A Triple Coatings 3 (hármas bevonat) egy bevonatolási folyamat 3 lépésében készül: A tapadó bevonat itt is az optimális TiN vagy CrN. A magréteg a klasszikus és univerzális AlTiN. A legfelső réteg magas keménységű nanokompozit (pl. AlTiN/SiN) hőszigetelő és kopásálló külső felületként dolgozik.

4 Hagyományos bevonatok TiN CrN CrTiN 4 Univerzális bevonat: forgácsoláshoz képlékeny alakításhoz fröccsöntéshez tribológiai alkalmazásokhoz (gépalkatrészekhez) alacsony bevonatolási hőmérséklet lehetséges (300 C) Bevonat képlékeny alakításhoz és gépalkatrészekhez présszerszámokhoz és süllyesztékekhez optimális munkadarab eltávolítás fröccsöntés után réz megmunkálásához alacsony bevonatolási hőmérséklet lehetséges (<200 C) Special Univerzális multilayer multilayer TiN-coating bevonat: with carbon to increase vegyi behatások performance: és rozsdásodás elleni kiváló at ellenállóképesség sawing at képlékeny tapping alakításhoz, gépalkatrészekhez injection erősen ötvözött molding anyagokban végzendő forgácsoláshoz HSS szerszámokkal alacsony bevonatolási hőmérséklet lehetséges (200 C)

5 Hagyományos bevonatok TiAlN (UniversAl ) TiCN-grey 5 Nagyteljesítményű univerzális bevonat forgácsoló megmunkáláshoz (fúrás, marás, dörzsölés, esztergálás). Száraz megmunkáláshoz is alkalmas. Monoblock (MB): stabil simításhoz, nagyoláshoz Multilayer (ML): megszakított forgácsoláshoz TiAlN-MB; Ti/Al ~50/50% TiAlN-F (ML); Ti/Al ~50/50% Szívós, multifunkcionális (Multi-Purpose) PLATIT bevonat: megszakított forgácsoláshoz maráshoz, menetfúráshoz és lefejtőmaráshoz sajtoláshoz és képlékeny alakításhoz, mélyhúzáshoz a TiCN-grey-nél nagyobb élstabilitással Hagyományos titánkarbonitrid bevonat: megszakított forgácsoláshoz maráshoz, menetvágáshoz kivágáshoz, képlékeny alakításhoz és sajtoláshoz

6 Hagyományos bevonatok AlTiN / µaltin ZrN. 6 Nagyteljesítményű PLATIT bevonat: nagysebességű és száraz megmunkáláshoz edzett anyagok megmunkálásához magas alumínium tartalom magas hőállóság és oxidációval szembeni ellenállás µaltin : rendkívül sima bevonat, precíziós megmunkáláshoz Ti-mentes monolayer bevonat Hatékonyan csökkenti az élrátétképződést alumínium illetve titánötvözetek forgácsolása esetén. Magas hőállóság Kiemelkedő biokompatibilitás, orvosi felhasználásra javasolt Dekoratív pezsgő arany szín Univerzális PLATIT bevonat kivágó és lyukasztó szerszámokhoz lefejtőmarókra különösen ajánlott Csökkenti az AlCrN hátrányos tulajdonságait: nagyobb keménység alacsonyabb súrlódás egyszerűbb bevonatolás

7 2 2 Vic - DLC 2 CROMVIc 2 CROMTIVIc DLC bevonatok 7 Univerzális PLATIT DLC bevonat: Alacsony súrlódási együttható: a-c:h:si fémmentes DLC bevonat könnyűfémek, fa, kompozit és grafit megmunkálásához keményfém szerszámmal kopóalkatrészekre alacsony bevonatolási hőmérséklet lehetséges (240 C) csak fedőréteg PLATIT kettősbevonat nanogradiens struktúrával: képlékeny alakításhoz, alumínium hidegfolyatáshoz élrátétképződés elkerüléséhez titán- és alumíniumötvezetek forgácsolásához könnyű formaleválasztást tesz lehetővé nanogradiens szerkezet kopóalkatrészekhez Univerzális multilayer bevonat: CrTiN-del azonos felhasználás továbbá titán menetfúrásához élrátét elkerüléséhez könnyű formaleválasztást tesz lehetővé korrózióvédelem és kopásállóság gépalkasztrészek számára

8 Nanokompozit bevonatok -Gold 8 Nanokompozit PLATIT bevonat (nc-altin)/(a-si3n 4): extrém magas nanokeménység extrém magas hőállóság (1200 C) és oxidációval szembeni ellenállás nagyteljesítményű és normál forgácsoláshoz egyaránt alkalmazható -blue alumínium megmunkáláshoz Nanokompozit PLATIT bevonat (nc-altin)/(a- Si3N 4)/TiN: fúrókhoz extrém magas nanokeménység magas hőállóság (600 C) és oxidációval szembeni ellenállás nagyteljesítményű és normál forgácsoláshoz egyaránt alkalmazható Nanokompozit PLATIT bevonat = (nc-alcrn/a-si3n 4) lefejtőmaráshoz, képlékeny alakításhoz karcálló bevonat extrém magas hőállóság (1100 C) különösen nagy bevonatvastagság érhető el nyomásos öntéshez (alumínium) kiküszöböli az AlCrN hátrányait

9 Nanokompozit DLC bevonatok 2 Fǐ-VIc 2 2 natvic 9 PLATIT kettős nanokompozit bevonat: nagy keménység, hő- és karcállóság különösen szívós bevonat extrém alacsony súrlódás gép-, különösen versenymotor alkatrészekhez kifejlesztett bevonat PLATIT kettős nanokompozit bevonat nanogradiens struktúrával: nagy keménység, hő- és karcállóság nagy bevonatvastagság elérhető kimagasló teljesítmény erősen ötvözött anyagok és titán HSS szerszámokkal való megmunkálása esetén nagy szilárdságú alkatrészekhez PLATIT kettős nanokompozit bevonat nanogradiens struktúrával*: nagy keménység, hő- és karcállóság nagy keménységű anyagok alakításához nehéz megmunkálási körülmények esetén is pl. kenés hiánya *előzetes egyeztetés szükséges

10 TripleCoatings 3 3 natcro bevonat felépítése 10 TripleCoating 3 3 A TripleCoatings bevonat családot a 300-as gépekkel fejlesztettük ki. A lehetőséget az adta, hogy a géppel nemcsak a bevonat összetétele, hanem sztöchiometriája (belső struktúrája) is szabadon programozható. A TripleCoatings összegzi az egyes bevonatok anyagait és struktúráit. Az eredmény: magas teljesítmény széles alkalmazhatóság minimális szórás mellett CrN AlTiN /SiN

11 TripleCoatings 3 3 Univerzális használatra TiN - AlTiN - TiAlN/SiN 3 natcro nehezen megmunkálható anyagokhoz HSS szerszámokhoz TiCrN - AlTiN - /SiN 3 Szuperötvözetekhez CrN - - AlCrN/SiN 3 Formagyártáshoz, forgács nélküli alakításhoz Cr(Ti)N - - AlCrN 11

12 3 3 natcro3 Triple Coatings 3 12 Univerzális PLATIT bevonat: fúráshoz, dörzsöléshez, száraz esztergáláshoz szívós mag, magas kopás- és hőállóság extrém nanokeménységű felső réteg szűk tűrésű gyártáshoz nagy teljesítménnyel alkalmazható széles alkalmazási területen PLATIT hármas bevonat: 3 = CrN + + AlCrN/SiN magas kopás- és hőállóság (1100/900 C) kemény, szívós külső réteg széleskörű felhasználás, nagy teljesítmény nehéz feltételek melletti megmunkáláshoz; pl. dörzshegesztéshez, öntéshez Nagy teljesítményű PLATIT hármas bevonat: 3 natcro = CrTiN + AlTiN + /SiN forgácsoló és képlékeny alakító szerszámokhoz szívós magbevonat nagyobb keménység magas kopásállóság különösen ajánlott HSS szerszámokkal történő fúráshoz

13 3 - TiXCo3 *. X3 * - Triple Coatings 3 13 Univerzális bevonat száraz és hűtőközeges megmunkáláshoz egyaránt: Cr(Ti)N - - AlCrN Alkalmazási területek: finom lyukasztás képlékeny alakítás lefejtőmarás Bevonat felépítés: TiN + + TiXN/SiN Az X komponens lehet: X : Bór, X: Króm, X: PLATIT fejlesztés Felhasználási terület: Edzett anyagok (>60HRC) forgácsolására *előzetes egyeztetés szükséges Bevonat felépítés: TiN + + AlCrN + AlCrON + X Az X komponens lehet: X : TiN, X: CrTiN, X: AlTiN, X: PLATIT fejlesztés Felhasználási terület: Száraz esztergálás és marás váltólapkákkal *előzetes egyeztetés szükséges

14 A PLATIT Oxynitride bevonatainak felépítése fedő nitrid; AlCrN, TiAlN, opcionális oxid vagy oxinitrid; (Al,Cr) O - (Al,Cr)(O,N) 2 3 Nitrid; AlCrN, TiAlN Nanokompozit;, tapadó bevonatréteg keményfém A X jellemzői Nitrogén-oxigén arány: N/O: 50/50% 80/20% Jellemző rétegvastagság lapkákon: 4-18 µm Tipikus keménység: 30 GPa Tipikus Young-modulus: ~400 GPa 2 A CROMVIc jellemzői 14 X AlCrON AlCrN = TiAlN / SiN TiN = tapadó bevonat 2 CROMVIc 3 µm C H alapú 2 2 gradiens réteg (PECVD) <150 C-on 300 nm CrN alapú tapadó bevonat; PVD <220 C-on 2 µm Si & C H 2 2 alapú multilayer; PECVD <200 C-on

15 a PLATIT DLC bevonatok legfontosabb tulajdonságainak összehasonlítása 15 Név Felhasználás Legjellemzőbb bevonatok Bevonatolási eljárás Összetétel Hőállóság Belső feszültség Rétegvastagság Vezetőképesség Keménység Érdesség Súrlódási együttható acélon Kopásállóság Alkalmazás célja st 1 generation CBC - X-VIc csak fedőréteg Alap bevonat + CBC CROMVIc, CROMTIVIc, cvic, Fǐ-VIc PVD a-c:h:me - fém adalékolt DLC < 400 C magas < 1 µm jó 20 GPa Ra~0.1µm - Rz~0.6 µm µ~0.15 Tartós réteg Kezdeti kopás jelentős csökkentése nd 2 generation 2 2 DLC - X-VIc fedőrétegként ajánlott 2 Alap bevonat + CBC CROMVIc, CROMTIVIc, cvic, Fǐ-VIc PVD+PECVD a-c:h:si - Szilikon adalékolt, fémmentes DLC magasabb, a Si tartalom miatt alacsonyabb, a Si tartalom miatt akár 5 µm is nem vezető 25 GPa Ra~0.03µm - Rz~0.2µm µ~0.1 Extrém tartós réteg Súrlódás csökkentése, hosszantartó kopásállóság

16 Fő alkalmazási területek 16 AlTiN / TiN* CrN* CrTiN* TiAlN-ML TiAlN-G TiCN-grey µaltin ZrN 2 VIc * 2 CROMVIc Forgácsolás Képlékeny alakítás Alkatrész univerzális felhasználás fa forgácsolás, könnyűfémekhez (pl. vörösréz), alacsony Si tartalmú alumíniumhoz erősen ötvözött anyagok forgácsolása és formázása HSS szerszámokkal fúrás és univerzális felhasználás, kisteljesítményű gépekhez, nagyoló megmunkálás simító megmunkálásra megszakított forgácsolás, marás, menetfúrás, lefejtőmarás menetfúrás, marás hűtéssel (HSS, HM) marás, lefejtőmarás, nagysebességű és száraz megmunkáláshoz valamint edzett anyagokhoz alumínium, magnézium, titánötvözetek megmunkálásához marás és lefejtőmarás bőséges hűtés mellett könnyűfém, fa, kompozitok és grafit forgácsolásához VHM szerszámmal fa, réz, alacsony Si tartalmú Al megmunkálásához, minimálkenéssel is erősen ötvözött anyagok forgácsolása HSS szerszámokkal minimálkenés esetén is présszerszámok, süllyesztékek présszerszámok, süllyesztékek nagy szilárdságú formák gyártása, extrudálás sajtolás, mélyhúzás présszerszámok, süllyesztékek, kivágás alumínium hidegfolyatás sajtolás, kivágás, lyukasztás keményfém kivágó és forma szerszámokra alacsony súrlódást igénylő formagyártás alacsony súrlódást igénylő formagyártás univerzális, dekoratív alkalmazások szerszám befogók, orvosi eszközök, korrózióvédelem dekoratív alkalmazások orvosi műszerekre, dekoratív alkalmazásra dekoratív alkalmazásra autó-, turbina-, és textilgép alkatrészek autó-, turbina-, és textilgép alkatrészek

17 kemény megmunkálás stabil gépeken, fúrás, dörzsárazás, beszúrás 17 -Gold 2 Fǐ-VIc 2 2 natvic ** 3 3 natcro3 3 3 TiXCo ** 3 x ** nehezen megmunkálható anyagok bonyolult felületeinek marásához nehezen megmunkálható anyagok (szuperötvözetek) forgácsolása hűtéssel, mikroszerszámok * alacsony hőmérsékleten való bevonatolás lehetséges ** előzetes egyeztetés szükséges erősen ötvözött anyagok és titán forgácsolása nagy keménységű anyagok megmunkálásához nehéz megmunkálási körülmények esetén, pl kenés hiánya kemény megmunkálás, fúrás, száraz esztergálás, dörzsárazás nehezen megmunkálható anyagokhoz (szuperötvözetek), finom kivágás fúrás HSS szerszámokkal lefejtőmarás hűtéssel, kivágás, fűrészelés szuperkemény forgácsolás HSC száraz esztergálás és marás dörzshegesztés, extrudálás, alumínium nyomásos öntés formagyártás, lyukasztás, sajtolás, lyukasztás, kivágás dörzshegesztés, extrudálás, öntőformára sajtolás, lyukasztás, kivágás lyukasztás, mélyhúzás, hajlító szerszámok magas terhelésnek kitett autóalkatrészek magas koptató terhelésnek kitett alkatrészek magas koptató terhelésnek kitett alkatrészek

18 DLC Hagyományos bevonatok Bevonatok jellemzői TiN* CrN* CrTiN* TiAlN-ML TiAlN-G TiCN-grey AlTiN / µaltin ZrN VIc 2 CROMVIc 2 Szín arany ezüst ezüst/arany lilás-fekete lilás-fekete bronz kékes-szürke fekete pezsgő arany kékes-szürke sötét-szürke sötét-szürke sötét-szürke Nanokeménység [GPa]-ig (>50) Bevonatvastagság [µm] ,4-1 1, Súrlódási együttható 0,55 0,3 0,4 0,6 0,6 0,2 0,2 0,7 0,4 0,55 0,1 0,1 0,1 Max. alkalmazási hőmérséklet [ C]

19 Nanokompozitok Triple Coatings 3 -Gold 2 Fǐ-VIc 2 2 natvic ** 3 3 natcro3 3 TiXCo 3 ** x 3 ** lilás-kék arany kékes-szürke sötét szürke szürke szürke lilás-kék fekete kékes-szürke kékes-szürke vörösréz fekete 45 45/ /25 40/25 20/30 34/45 34/40 40/34 34/32 40/47 40/ ,45 0,55 0,35 0,15 0,15 0,15 0,45 0,35 0,35 0,6 0,55 0, / / / / * alacsony hőmérsékleten való bevonatolás lehetséges ** előzetes egyeztetés szükséges 19

20 Jellemző bevonatfelületek (AFM méréssel, 2µm bevonat-vastagság mellett) 2.42 µm 1.35 µm LARC 65.5 µm S a = µm 4.2 µm 65.5 µm ARC S = µm a s-larc 75 µm S a = µm bevonatoló gép és szoftver szükséges 197 nm 75 µm µ-larc S a = µm - bevonatoló gép vagy utómegmunkálás szükséges µm 62 µm 62 µm

21 PannonPLATIT Bevonatolóközpont 2040 Budaörs, Gyár utca 2. Tel: +36 (30) Fax: +36 (23) Web: PLATIT AG. All rights reserved. Specifications subject to change. All signed trademarks are registered by the BCI Group. Several technologies described herein are protected by international patents. CGEVHU08 Design: Pannon Esztergálás Marás lefejtőmarás Forgácsolás Fúrás, üregelés dörzsárazás Képlékeny alakítás Menetfúrás Fröccsöntés Sajtolás lyukasztás Alakítás, mélyhúzás extrudálás Felhasználási javaslatok Acélok < 1000 N/mm Acélok > 1000 N/mm Edzett acélok < 55 HRC Edzett acélok > 55 HRC Rozsdamentes acélok Ni-bázisú szuperötvezetek Ti-bázisú szuperötvezetek Öntött vas Alumínium Si > 12% Alumínium Si < 12% Vörösréz Bronz, Sárgaréz, Műanyag Grafit Szénszál erősítésű kompozitok Fa AlTiN TiXCo 4 TiXCo 3 X 4 X 4 ZrN CROMVIc 2 CrN CROMTIVIc CROMVIc 2 TiXCo 3 CROMVIc 2 TiXCo 3 TiN 3 TiXCo 4 TiXCo 3 X 4 ZrN CROMVIc 2 CrN CROMVIc 2 TiXCo 3 CROMVIc 2 TiXCo 3 TiN 3 AlTiN 3 TiXCo 3 3 TiXCo ZrN CROMVIc 2 CrN CROMVIc 2 TiXCo 3 CROMVIc 2 TiXCo 3 TiN TiCN -MP TiXCo 3 CROMTIVIc ZrN CROMVIc 2 CrN CROMVIc 3 TiXCo 3 CROMVIc 2 TiXCo 3 TiN CrTiN CrN ZrN CROMVIc 2 CrN AlCrN AlCrN AlCrN AlCrN TiXCo 4 AlCrN ZrN CROMVIc 2 CrN cvic CROMTIVIc ZrN CROMVIc 2 CrN 21 Elsődleges ajánlás: A bevonat B bevonat Alternatíva: Amennyiben az elsődlegesen ajánlott bevonat nem elérhető.