Zróżnicowane kolorystycznie powłoki utwardzające dla stali narzędziowej – Ochrona przed zużyciem dzięki natryskiwaniu łukowemu powłok

Zróżnicowane kolorystycznie powłoki utwardzające dla stali narzędziowej – Ochrona przed zużyciem dzięki natryskiwaniu łukowemu powłok

Powłoki z twardego materiału zwiększają żywotność narzędzi. Materiał odporny na zużycie jest nanoszony w komorach próżniowych, często połączonych z pompami próżniowymi firmy BUSCH.
Hard-material-coating-tools-1.jpg

Azotki o indywidualnym zabarwieniu

Dzisiejsze wiertła często nie wyglądają już jak wykonane ze stali, ponieważ ich końcówki mienią się zadziwiającymi kolorami. Jednak nie chodzi tu o względy estetyczne, a o rozróżnienie stopnia ich twardości. Wiertła są pokryte warstwą twardego materiału. Są to zwykle azotki metali, a każdy z materiałów charakteryzuje się specyficznym kolorem: azotek tytanu lśni jak złoto, jasnożółty azotek cyrkonu przypomina lemoniadę, a barwa związku zawierającego aluminium i chrom jest stylowo niebieska.

Powłoki są stosowane również na innych narzędziach, a także na częściach maszyn narażonych na duże zużycie. Oprócz koloru, każdy z materiałów stosowanych na powłoki charakteryzuje się odpowiednimi właściwościami w zakresie twardości, odporności na temperaturę, współczynnika tarcia i możliwej grubości powłoki, zwykle wynoszącej kilka mikrometrów. Wybór powłoki zależy od rodzaju zastosowania. Przykładowo, jasnożółty azotek cyrkonu jest stosowany do obróbki stopów aluminium.

Wyładowanie w zjonizowanym gazie

Twarde powłoki są zwykle nakładane za pomocą próżniowego powlekania łukowego będącego podtypem fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD). Łuk próżniowy jest łukiem elektrycznym, tj. wyładowaniem w silnie zjonizowanym gazie wytwarzającym wymagany materiał przez odparowanie samej katody.

Katoda składa się z metalu podstawowego powłoki, anodą jest podłoże, czyli powlekane narzędzie. W komorze próżniowej katoda „spala się", tworząc zjonizowaną plazmę przyciąganą do anody. Do azotowania metalu czysty azot dostarczany jest z zewnątrz. Powstały materiał jest osadzony w cienkich i mocno przylegających warstwach. Wysokie podciśnienie umożliwia zachodzenie procesu w stosunkowo niskich temperaturach około 400 stopni Celsjusza i zabezpiecza powłokę przed wpływem innych substancji. Optymalny system próżniowy do tego procesu można stworzyć z szerokiej gamy produktów firmy BUSCH.

W materiałoznawstwie twardość to odporność mechaniczna materiału na mechaniczne wnikanie innego, twardszego przedmiotu. Twardość nie jest tożsama z wytrzymałością. Odnosi się do odporności materiału na odkształcenie i rozdzielenie.

Powszechną metodą pomiaru twardości jest doprowadzenie do zderzenie przy określonej sile między badanym obiektem a ostrosłupem wykonanym z diamentu – ten kamień szlachetny jest najtwardszym znanym materiałem. Im twardszy materiał, tym mniejszy odcisk piramidy.

Ta metoda testowa została nazwana na cześć brytyjskiej firmy zbrojeniowej Vickers, w której została opracowana. Jednostką miary jest liczba twardości Vickersa (VHN). Gips charakteryzuje się wartością VHN wynoszącą 1,25. Zakres twardości stali wynosi to ok. 500–1000 VHN. Dzięki zastosowaniu powłok z azotków metali można osiągnąć twardość do ok. 4000 VHN. Wartość VHN diamentów wynosi 10 060.


Subskrybuj biuletyn „World of Vacuum"!
Subskrybuj teraz, aby otrzymywać najnowsze ciekawe wiadomości z branży urządzeń próżniowych.

SUBSKRYBUJ