Các loại lớp phủ dụng cụ của GUHRING
Dụng cụ cắt và các chi tiết vật liệu nền khác đã được hưởng lợi lớn từ sự tiến bộ khoa học kỹ thuật trong những thập kỷ gần đây. Công nghệ lớp phủ mỏng khi được áp dụng đúng cách sẽ tăng tuổi bền của dụng cụ và thay đổi một phần đặc điểm và chức năng của dụng cụ. Đặc biệt, chúng làm tăng độ cứng của bề mặt, giảm hệ số ma sát, dẫn nhiệt và tạo bề mặt trơ về hóa học.

Dụng cụ cắt và các chi tiết vật liệu nền khác đã được hưởng lợi lớn từ sự tiến bộ khoa học kỹ thuật trong những thập kỷ gần đây. Công nghệ lớp phủ mỏng khi được áp dụng đúng cách sẽ tăng tuổi bền của dụng cụ và thay đổi một phần đặc điểm và chức năng của dụng cụ. Đặc biệt, chúng làm tăng độ cứng của bề mặt, giảm hệ số ma sát, dẫn nhiệt và tạo bề mặt trơ về hóa học.

guhringLà một trong những nhà sản xuất dụng cụ cắt hàng đầu thế giới, Guhring đã cung cấp một hệ thống phủ chưa bao giờ có trong công nghiệp chế tạo dụng cụ cắt. Guhring từng được biết đến là người đầu tiên giới thiệu công nghệ phủ TiN lên dụng cụ vào những năm 1980, và vẫn là hãng đứng đầu trên toàn cầu về ứng dụng công nghệ phủ.

Hiện nay, Guhring cung cấp đầy đủ các loại lớp phủ cao cấp PVD (Physical Vapor Deposition) phù hợp với sự da dạng của khách hàng, bao gồm lớp phủ TiN, TiCN,  TiANl, FIREX, Nano-FIREX®, Super-A™, Nano-A™, MolyGlide®...

Vật liệu gì có thể phủ được?

- Hợp kim cứng (WC):

Các nhóm: C2, C5, loại hạt nhỏ, siêu nhỏ, …

- Thép gió (HSS)

Các loại thuộc dải M (có chứa Co) & T (có chứa tantan): M2, M42, T15, …

Các nhóm kim loại luyện kim bột: ASP 20, REX 76, ….

- Thép khuôn và thép dụng cụ

Các nhóm thép chịu nhiệt (2 tới 4) bằng hoặc cao hơn 950°F

A-2, D-2, S-7, H-13, CPM 10V, ...

- Dụng cụ hàn cứng ở nhiệt cao: Mối hàn không chứa thành phần cadmium hoặc kẽm (tan chảy gây ảnh hưởng tới lò phủ)

- Các vật liệu khác đều có thể phủ được.

Nguyên tắc chỏm cầu (calotest)

Nguyên tắc chỏm cầu cung cấp chính xác, nhanh chóng, đơn giản và rẻ tiền khi tính toán chọn độ dày của lớp Phủ. Một quả cầu quay với đường kính đã biết (Ø ball) được tì (ấn) lên một bề mặt có lớp phủ với lực xác định. Giữ cả vị trí qủa cầu, vị trí trung tâm của mẫu (bề mặt phủ) & duy trì lực tác dụng không đổi. Thêm bột mài mòn vào vùng tiếp xúc, kết quả là xuất hiện vết lõm hình chỏm cầu - hình dạng của quả cầu trên cả lớp phủ & vật liệu nền của mẫu thử.

guhringchomcau

Sử dụng phép đo quang học để đo vết lõm trên bề mặt phủ và vật liệu nền. Bằng cách đo các kích thước X, Y, Độ dày của lớp phủ D được tính toán bằng một phương trình đơn giản. Calowear là một hệ thống ăn mòn gồm 3 đối tượng. Một quả cầu bằng thép lăn trên mẫu thử và loại bột hỗn hợp gồm hạt nước và SiC rơi liên tục vào qủa cầu và khu vực tiếp xúc, chất bột làm mòn vật liệu nền một cách có kiểm soát đảm bảo một kết quả có lợi.

Lực giữa hình cầu và vật mẫu xuất phát từ trọng lượng của quả cầu, chuyển động quay của hình cầu được cung cấp thông qua một trục quay đa tốc. Chuyển động quay của quả cầu trên vật với sự có mặt của bột mài mòn tạo ra một miệng hố mòn. Bằng cách so sánh hình học các miệng hố đó trong thời gian khác nhau, độ dày của các lớp phủ có thể xác định được chính xác.

s-schichtS coat - Lớp phủ TiN (Titanium nitride): cho các ứng dụng phổ thông

Phù hợp với các ứng dụng:

- Cắt thép
- Đột dập và tạo hình (khi làm các chất liệu có độ cứng thấp)
- Khuôn thổi nhựa.
- Ống bơm của bơm phun diesel
- Thiết bị y tế

C coat - Lớp phủ TiCN (Titanium carbon nitride): chống mài mòn trong những điều kiện gia công thôc-schicht

Lớp phủ TiCN được phân loại bởi tính bền cao và độ cứng cực độ. Các dụng cụ được phủ đều mang tính bền mòn vượt trội. Hệ số ma sát thấp bảo vệ chống lại sự hàn nguội. TiCN không được đề xuất cho những ứng dụng ở nhiệt độ cao do nhiệt độ vận hành cực đại tương đối thấp. Việc gia công ren và một số ứng dụng trong phay là sự phù hợp nhất.

Phù hợp với các ứng dụng:

- Phay (có dung dịch làm mát, tốc độ cắt trung bình)
- Taro cắt ren, ép ren.
- Đột, đục lỗ với tính cơ học cao.
- Tạo hình với hợp kim săt và thép mangan
- Khuôn thổi nhựa (dung dịch tan chảy có chất mài mòn hoặc hàm lượng sợi thuỷ tinh cao)

A coat - Lớp phủ TiAlN (Titanium aluminium nitride) : Chống nhiệt và sự mài mòna-schicht

Mối quan hệ tối ưu hóa giữa ứng suất nén và độ cứng của lớp phủ Titanium aluminum nitride TiAIN làm tăng tính ổn định lưỡi cắt của dụng cụ gia công cắt gọt. Sự chống ăn mòn hóa chất và cách nhiệt cho phép cắt khô và cải thiện về độ bền uốn. Độ rắn cao của lớp phủ đơn này mang đến sự bảo vệ vượt trội chống lại sự mài mòn và sự ăn mòn.

Phù hợp với các ứng dụng:

- Những dụng cụ hợp kim cứng và thép gió làm việc ở nhiệt độ cao (Khoan, tiện, cắt khô, gia công tốc độ cao).
- Khuôn phun ép nhựa (khuôn với bề mặt có kết cấu, sự gia công kim loại nóng chảy với cốt sợi thủy tinh).
- Các chi tiết động cơ đốt cháy.

Lớp phủ Super-A™ :  tối ưu hóa cho gia công tốc độ cao và vật liệu cứng

Độ cứng, khả năng chống oxy hóa và sự ổn định nhiệt của lớp phủ Super-A là tối ưu hóa cho các ứng dụng trong gia công cơ khí tốc độ cao và vật liệu cứng. Thậm chí khi làm với những chất liệu cứng và độ bền cao, lớp phủ mang đến sự bảo vệ chống lại sự dính và mài mòn trên nhiều dải tốc độ cắt. Đặc tính ma sát thấp làm giảm lực cắt hiệu quả.

Phù hợp với các ứng dụng:

- Gia công vật liệu khó (hợp kim titan, inconel)
- Độ cứng gia công > 52 HRC
- Gia công tốc độ cao
- Dao phay ngón hợp kim cứng

Lớp phủ Nano-A™: Lớp phủ vi mô chịu nhiệt và chống ăn mòn

Lớp phủ PVD mới nhất của Guhring là Nano-A. Nó là lớp phủ đa lớp kết hợp TiAIN và AITiN trong cấu trúc một lớp vi mô mang tính chống ăn mòn và cứng hơn. Do đó lớp phủ TiAIN có nhiệt độ oxy hóa xấp xỉ 1,650oF và độ rắn được tăng lên 3,800 (HV 0.05). Cấu trúc lớp vi mô của nano-A tạo ra sự lựa chọn tốt hơn cho những ứng dụng thông thường của ALTiN, như là thép và vật liệu có độ cứng lớn hơn 45HRC. Mặt khác kết quả thử nghiệm cũng chỉ ra rằng Nano-A cũng là lớp phủ tốt nhất cho

Phù hợp với các ứng dụng:

- Dụng cụ cắt hợp kim cứng sử dụng cho thép hợp kim, thép không rỉ, vật liệu hàng không vũ trụ (khoan, phay, tiện)

F coat - Lớp phủ FIREX® : chịu nhiệt và chống mài mòn nhiều lớpf-schicht

FIREX là lớp phủ đa lớp, lớp phủ này cung cấp khả năng chống va chạm của lớp phủ TiCN cộng với khả năng chống nhiệt của lớp phủ TiAlN. Lớp phủ vạn năng này đã được phát triển ban đầu cho gia công khô nhưng sau đó đã trở thành lớp phủ chống nhiệt phổ biến nhất. FIREX là sự kết hợp đa lớp của lớp phủ TiN và TiAIN nó cung cấp sự ổn định về nhiệt và sự chống mài mòn ở cả nhiệt độ cao và những ứng dụng không phát sinh nhiệt lớn.

Phù hợp với các ứng dụng:

- Dụng cụ cắt hợp kim cứng và thép gió cô ban (khoan, phay, tiện).
- Chày đột dập.
- Chi tiết chịu mòn.
- Dao phay lăn răng, dao chuốt.

Lớp phủ Nano-FIREX® : Thế hệ mới nhất của FIREX

Lớp phủ FIREX là lớp phủ PVD cứng có sự kết hợp tính chịu mòn và chống nhiệt của TiAIN với khả năng của lớp phủ thông dụng vạn năng TiN, tất cả trong một cấu trúc đa lớp. TiAIN trong cấu trúc gia tăng nhiệt độ oxy hóa (nhiệt độ mà lớp phủ kết hợp với oxy trong không khí và bị phá vỡ), hay nhiệt độ vận hành lên tới 1,470oF. Nhiệt độ này cao hơn nhiều so với TiCN - có nhiệt độ oxy hóa 840oF. Đặc tính khác của lớp phủ TiAIN là ở nhiệt độ cao lớp phủ sẽ có độ cứng bề mặt sắp xỉ 3,300 (HV 0.05), gấp hơn 3 lần độ cứng của TiCN. Cấu trúc đa lớp kết hợp TiAIN với TiN cải thiện khả năng chịu mài mòn và va đập mà sẽ không có ở những lớp phủ một lớp hay lớp phủ đơn tiêu chuẩn.

Lớp phủ Nano-FIREX® của Guhring có thành phần TiAlN/TiN giống như lớp FIREX tiêu chuẩn, nhưng có kết cấu đa lớp nhỏ và mới hơn. Nano-FIREX có nhiều lớp mỏng kết hợp hơn với cùng một độ dày phủ so với lớp FIREX ban đầu. Điều này làm tăng các đặc tính bảo vệ, đặc biệt trong các ứng dụng có va đập là chủ yếu.

Phù hợp với các ứng dụng:

- Dụng cụ cắt hợp kim cứng và thép gió cô ban (khoan, phay, tiện)
- Chày đột dập
- Chi tiết chịu mòn
- Dao phay lăn răng, dao chuốt
 

M-coat - Lớp phủ MolyGlide® ( trên nền MoS 2) : Giảm sự bám dính chất liệum-schicht

Lớp phủ MolyGlide, với hệ số ma sát thấp, đặc tính trợt cao, được triển khai chủ yếu giảm bớt tính bám dính (mài mòn, bán dính, hàn lạnh) và cũng có thể chịu được gia công thiếu sự bôi trơn hoặc chạy khô.Nó chủ yếu chống được hiện tượng bề mặt mỏi (ăn mòn điểm) và sự ô xi hóa tribo (sự ăn mòn ma sát) thường được gọi là “teflon-like”.

Phù hợp với các ứng dụng:

- Đột dập và tạo hình (ít chất bôi trơn hoặc làm việc khô)
- Phun ép nhựa (chạy khô các dụng cụ chuyển động)
- Bánh răng, vòng bi có mức độ áp lực bề mặt cao
- Thành phần chính xác, chủ yếu động cơ đốt trong
- Hệ thống mà không cần bôi trơn (làm sạch phòng công nghệ)
- Công nghệ chất lỏng
- Dụng cụ cắt (gia công nhôm)

Các đặc tính lớp phủ Guhring

Loại lớp phủ S coat C coat A coat Super A Nano A Ferex Nano Ferex M coat
Vật liệu phủ TiN TiCN TiAlN AlTiN AlTiN-TiAlN TiN-TiAlN TiN-TiAlN MoS2
Độ cứng (HV 0,05) 2400 3000 3300 3800 3800 3000-3300 3000-3300 không
Nhiệt độ phủ (oF) 930 930 930 830 930 930 930 305
Hệ số ma sát trên thép (khô) 0,5 0,25 0,5 0,6 0,6 0,5 0,5 0,1
Độ dày (micron) 1,5-3 1,5-5 1,5-4 1,5-4 1,5-5 1,5-5 1,5-4 1
Nhiệt độ làm việc tối đa 1100 840 1470 1650 1650 1470 1470 1470
Màu vàng xám-tím đen-tím xám-đen xám-đen đỏ-tím đỏ-tím bạc
Tính trơ hóa       không

Theo vietmachine.com