Trde prevleke pripravljene s fizikalnih naparjanjem (PVD) za zaščito orodij

Ozadje

Slovenska javna raziskovalna organizacija je razvila več vrst trdih zaščitnih prevlek za podaljšanje življenjske dobe orodij pri obdelavi. Prednost nanesenih prevlek je v izboljšanih mehanskih lastnostih, kot so trdota, kemijska inertnost in adhezija. Iščejo se partnerji, ki želijo podaljšati življenjsko dobo rezalnih in preoblikovalnih orodij, za sklenitev komercialnih pogodb s tehnično pomočjo.

Opis izuma

Slovenska javna raziskovalna organizacija s 30-letno tradicijo na področju trdih prevlek za orodja je razvila več različnih prevlek za zaščito rezalnih in preoblikovalnih orodij pred obrabo. Najpomembnejši materiali za trde prevleke so nitridi prehodnih kovin, uporabljajo pa se tudi drugi materiali, kot so prevleke s podobnimi lastnostmi kot diamant (diamond-like coatings). Poudarek pri karakterizaciji prevlek je na mehanskih lastnostih, kot so mikro- in nano-trdota, adhezija in tribološke lastnosti. Nekatere tehnike se lahko uporabljajo tudi za površine masivnih materialov. Z uporabo različnih premazovalnih naprav nudijo nanašanje različnih PVD (physical vapour deposition) prevlek na osnovi: titanovega nitrida (TiN), kromovega nitrida (CrN), titan-aluminijevega nitrida (TiAlN, AlTiN in TiAlSiN), amorfnega ogljika (aCN), ter drugih po dogovoru. Največja velikost orodja je omejena na 400 mm x 400 mm. Trda zaščitna prevleka je izrazito aplikativno usmerjena, saj je glavni cilj podaljšanje življenjske dobe orodij za rezanje (vrtanje, rezkanje, razširjanje), obdelavo plastike, preoblikovanje pločevine ipd. Optimalna kombinacija lastnosti, potrebnih za trde prevleke, je dosegljiva le z razumevanjem procesa rasti prevlek, analizo vpliva parametrov nanašanja na lastnosti prevlek ter analizo obrabe prevlek. Prevlečena orodja in deli imajo izboljšane lastnosti glede površinske trdote, toplotne stabilnosti, trenja itd., kar večkratno podaljša njihovo življenjsko dobo. Poleg nanašanja prevlek skupina nudi tudi napredno analitiko vzorcev, povezanih s površinami in tankimi plastmi. To lahko vključuje tudi analizo napak ali svetovanje pri izbiri ustrezne površinske obdelave. Nanašanje prevlek se podjetjem ponuja v okviru komercialnih pogodb s tehnično pomočjo – podjetje pošlje/dostavi orodja, ki jih je treba prevleči, raziskovalci pa izvedejo nanos prevleke. Pogosto se pred izbiro najprimernejše prevleke opravi tudi karakterizacija osnovnega materiala.

Glavne prednosti

Glavne prednosti prevlečenih površin so:

• Visoka trdota

• Toplotna stabilnost

• Kemijsko inertna površina

• Samomazalne, nizko trenjske prevleke