Mono >> Multi >> Gradiens >> Nano. Pannon. Bevonat tájoló 2012

Átírás

1 Mono >> Multi >> Gradiens >> Nano Pannon Bevonat tájoló 2012

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 bevonatok egy bevonatolási adagon belül is különbözőek lehetnek 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) Bevonat képlékeny alakításhoz és gépalkatrészekhez présszerszámokhoz és süllyesztékekhez optimális munkadarab eltávolítás fröccsöntés után 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-MP TiCN-grey Nagyteljesítményű univerzális bevonat forgácsoló megmunkáláshoz (fúrás, marás, dörzsölés, esztergálás). Száraz megmunkáláshoz is alkalmas. Monoblock (MB): stabil simításhoz, nagyoláshoz Multilayer (ML): megszakított forgácsoláshoz Szívós, multifunkcionális (Multi-Purpose) PLATIT bevonat: megszakított forgácsoláshoz maráshoz, menetfúráshoz és lefejtőmaráshoz sajtoláshoz és képlékeny alakításhoz a TiCN-grey-nél nagyobb élstabilitással Hagyományos titánkarbonitrid bevonat: megszakított forgácsoláshoz maráshoz, menetvágáshoz kivágáshoz, képlékeny alakításhoz és sajtoláshoz 5 TiAlN-MB; Ti/Al ~50/50% TiAlN-F (ML); Ti/Al ~50/50%

6 Hagyományos bevonatok AlTiN / µaltin TiAlCN AlTiCrN 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 Univerzális PLATIT bevonat nanogradiens struktúrával: maráshoz, menetfúráshoz lefejtőmaráshoz sajtoláshoz kivágáshoz magas szívősságú, magas keménységű, nagy hőállóságú, alacsony surlódási tényezőjű bevonat Univerzális PLATIT bevonat lefejtőmarókra különösen ajánlott Csökkenti az AlCrN hátrányos tulajdonságait: nagyobb keménység alacsonyabb súrlódás egyszerűbb bevonatolás

7 ALLViC GRADVIc CROMTIVIc CBC bevonatok 7 Universal PLATIT kettősbevonat: Alacsony súrlódási együttható: minimálkenéses és száraz megmunkáláshoz PLATIT kettősbevonat nanogradiens struktúrával: képlékeny alakításhoz élrátétképződés elkerüléséhez erősen ötvözött anyagok (titán- és nikkelötvözetek, Inconel, stb.) forgácsoló megmunkálásához (marás, menetfúrás) könnyű formaleválasztást tesz lehetővé nanogradiens szerkezet Univerzális multilayer bevonat: CrTiN-del azonos felhasználás továbbá élrátét elkerüléséhez könnyű formaleválasztást tesz lehetővé korrózióvédelem és kopásállóság gépalkasztrészek számára

8 Nanokompozit bevonatok naco naco -Gold nacro naco nacro 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 naco -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 nacro = (nc-alcrn/a-si3n 4) lefejtőmarókhoz, képlékeny alakításhoz karcálló bevonat extrém magas hőállóság (1100 C) különösen nagy bevonatvastagság érhető el kiküszöböli az AlCrN hátrányait

9 Nanokompozit CBC bevonatok Fǐ-VIc nacvic 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 A TripleCoatings3 bevonatcsaládot 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 AlTiCrN/SiN

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

12 Triple Coatings 3 naco3 nacro3 natcro3 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 nacro = CrN + AlTiCrN + 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 + AlTiCrN/SiN forgácsoló és képlékeny alakító szerszámokhoz szívós magbevonat nagyobb keménység magas kopásállóság különösen ajánlott HSS szerszámokkal történő fúráshoz

13 Triple Coatings 3 AlTiCrN3 TiXCo3 * nacox3 * Stoichiometry: Cr(Ti)N - AlTiCrN - AlCrN Application field: fine punching forming hobbing Bevonat felépítés: TiN + naco + TiXN/SiN Az X komponens lehet: X : Bór, X: Króm, X: PLATIT fejlesztés Felhasználási terület: Edzett anyagok (>60HRC) forgácsolására Bevonat felépítés: TiN + naco + AlCrN + AlCrON + X Az X komponens lehet: X : TiN, X: CrTiN, X: AlTiN, X: PLATIT fejlesztés Felhasználási terület: Száraz esztergálás és marás váltólapkákkal 13 *előzetes egyeztetés szükséges *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; naco, nacro A nacox 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 tapadó bevonatréteg keményfém 14 nacox AlCrON AlCrN naco = 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, fém mentes 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 AlTiN / TiN* CrN* CrTiN* TiAlN-ML TiAlN-G TiCN-MP TiCN-grey µaltin TiAlCN AlTiCrN 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 marás, menetfúrás, lefejtőmarás marás és lefejtőmarás bőséges hűtés mellett présszerszámok, süllyesztékek présszerszámok, süllyesztékek nagy szilárdságú formák gyártása, extrudálás sajtolás présszerszámok, süllyesztékek, kivágás sajtolás, kivágás univerzális, dekoratív alkalmazások szerszám befogók, orvosi eszközök, korrózióvédelem dekoratív alkalmazások dekoratív alkalmazások ALLViC minimálkenéses és száraz megmunkáláshoz öntőszerszámok GRADVIc erősen ötvözött anyagok forgácsolása sajtolás, kivágás 16 CROMTIVIc erősen ötvözött anyagok forgácsolása HSS szerszámokkal minimálkenés esetén is alacsony súrlódást igénylő formagyártás autó-, turbina-, és textilgép alkatrészek

17 naco kemény megmunkálás stabil gépeken, fúrás, dörzsárazás, beszúrás 17 naco -Gold nacro Fǐ-VIc nacvic natvic ** naco 3 nacro 3 natcro3 AlTiCrN 3 3 TiXCo ** 3 nacox ** 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, öntőformára 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 Bevonatok jellemzői 18 CBC Hagyományos bevonatok TiN* CrN* CrTiN* TiAlN-ML TiAlN-G TiCN-MP TiCN-grey AlTiN / µaltin TiAlCN AlTiCrN ALLViC GRADVIc CROMTIVIc Szín Nanokeménység [GPa]-ig Bevonatvastagság [µm] Súrlódási együttható Max. alkalmazási hőmérséklet [ C] ezüst arany lilás-fekete ezüst/arany bronz lilás-fekete fekete kékes-szürke burgundi szürke kékes-szürke sötét-szürke szürke ,5-5 0,3 0,55 0,6 0,4 0,2 0,6 0,7 0,2 0,3 0,15 0,55 0,15 0,

19 Nanokompozitok Triple Coatings 3 naco naco -Gold nacro Fǐ-VIc nacvic natvic ** naco 3 nacro 3 natcro3 AlTiCrN 3 TiXCo 3 ** nacox 3 ** lilás-kék arany kékes-szürke sötét szürke szürke szürke lilás-kék fekete kékes-szürke kékes-szürke vörösréz fekete 45 45/ /20 40/20 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 A bevonat B bevonat elsődleges ajánlás alternatíva Forgácsolás Fúrás Esztergálás Marás Menetfúrás Fűrészelés Dörzsölés Üregelés Képlékeny alakítás Fröccsöntés Sajtolás Kivágás Formagyártás Alkalmazási javaslatok Acélok Edzett acélok Öntött vas Alumínium (> 12% Si) Alumínium (< 12% Si) Szuperötvözetek (T, Ni, Mg, Fe,...) Vörösréz Bronz, Sárgaréz Műanyagok naco naco nacro nacvic TiAlCN naco nacvic nacvic nacvic µ µaltin AlTiN AlTiN GRADVIC TiN µ µaltin CrN GRADVIC TiCN-MP naco naco naco naco naco naco naco naco naco naco naco TiAlCN naco µ µaltin AlTiN AlTiN TiAlCN TiN µ µaltin naco naco naco nacvic TiCN-MP µ µaltin TiN naco nacvic TiCN TiCN TiCN-MP TiCN-MP TiN TiCN-MP CrN TiCN GRADVIC naco naco naco CROMVIC TiCN-MP AlTiN nacvic nacvic nacvic TiCN TiCN TiCN-MP TiCN-MP TiN TiCN-MP CROMVIC CROMVIC CROMVIC nacro naco nacro nacro nacro naco nacvic nacvic nacvic GRADVIC GRADVIC GRADVIC GRADVIC TiAlCN GRADVIC GRADVIC GRADVIC GRADVIC CrN CrN CrN CrN CrN CrN CrN CrN CrN TiCN-MP TiCN-MP TiCN-MP TiCN-MP TiCN-MP TiCN-MP TiN TiCN-MP TiCN-MP TiCN TiCN TiCN TiCN TiCN TiCN CrN TiCN TiCN 21

22 Design: 3 TripleCoatings bevonatok Edzett acél Öntöttvas Alumínium (>12% Si) Szuperötvözetek (Ti, Ni, Mg, Fe...) hűtéssel száraz/mql hűtéssel száraz/mql hűtéssel száraz/mql hűtéssel Pannon száraz/mql... a természet ihlette! 2012 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. CGEV16 Fúrás HSS HM hűtéssel nacro 3 naco 3 Acél száraz/mql nacro 3 naco 3 nacro 3 nacro 3 nacro 3 nacro 3 nacro 3 nacro 3 naco 3 naco 3 nacro 3 nacro 3 nacro 3 nacro 3 nacro 3 nacro 3 Esztergálás naco 3 nacox 3 naco 3 nacox 3 naco 3 nacox 3 naco 3 nacvic 2 nacro 3 nacox 3 PannonPLATIT székhely 1182 Budapest, Tarkő utca 11. Tel: +36 (30) Fax: +36 (1) g.rabel@platit.com Web: Marás Dörzsölés Lefejtőmarás Menetfúrás HSS HM HSS HM AlTiCrN 3+ AlTiCrN 3+ AlTiCrN 3+ nacvic nacro 3 naco 3 AlCrN 3 nacro 3 nacro 3 AlTiCrN 3+ nacro 3 nacro 3 nacro 3 AlCrN 3 AlTiCrN 3+ TiXCo 3 nacro 3 naco 3 AlTiCrN 3+ nacro 3 nacro 3 nacro 3 AlCrN 3 AlTiCrN 3+ AlCrN 3 nacro 3 naco 3 nacro 3 nacro 3 nacro 3 nacro 3 PannonPLATIT Budaörs 2040 Budaörs, Gyár utca 2. Tel/Fax: +36 (23) PannonPLATIT Győr 9027 Győr, Martin út 1. Tel/ Fax: +36 (96) nacvic nacro 3 nacro 3 nacro 3 naco 3 nacvic nacvic nacro 3 nacro 3 nacro 3 nacro 3 nacro 3 nacro 3 nacro 3 nacro 3 nacro 3 naco 3 naco 3 TiXCo 3 nacro 3 naco 3 naco 3 naco 3 naco 3 naco 3 Képlékeny alakítás AlTiCrN 3 AlTiCrN 3+ nacvic nacvic AlTiCrN 3+ AlTiCrN 3+