Износостойкие покрытия для металлорежущего инструмента

При функционировании на режущий инструмент воздействует три вида износа:

• абразивный – вызывает истирание режущей кромки;
• диффузионный – вызван воздействием обрабатываемой поверхности на инструмент;
• адгезионно-усталостный – возникает вследствие трения и сопровождается образованием трещин.

Износ ухудшает технологические возможности и вызывает необходимость восстановления режущего инструмента, работающего при высокоскоростной обработке. Для предотвращения таких ситуаций необходимо использовать металлорежущий инструмент со специальными покрытиями. Его использование в производстве обеспечивает более чем двухкратный рост производительности, десятикратное увеличение срока службы. Играя роль смазки, защитные покрытия снижают трение и препятствуя абразивному износу. При этом исчезает необходимость снижения температуры, то есть применения смазочно-охлаждающей жидкости в технологическом процессе. Вследствие этого сокращается себестоимость изделия.

Существует две основные технологии нанесения износостойких покрытий для упрочнения инструмента:

• CVD или химическое осаждение – отличается высоким диапазоном скоростей резания, но невысокой адгезией и имеет ограничения по размерам режущей кромки, поэтому не обеспечивает возможность работы в сложных условиях.
• PVD или физическое осаждение – характеризуется простотой нанесения, отсутствием свойственных CVD недостатков и допускает работу инструмента с покрытием на высоких скоростях.

Современные износостойкие покрытия имеют несколько защитных слоев. Чаще всего, один слой выступает в качестве связующего звена между режущей поверхностью и основным слоем.

Другой служит защитой от воздействия повышенных температур. Третий слой обеспечивает инструменту повышенную твердость и износостойкость.

В настоящее время разрабатывается альтернатива износостойким покрытиям CVD и PVD – высокотвердые алмазоподобные покрытия (DLC). Их основным достоинством является высочайшая твердость (до 7000 HV), которая нивелируется подверженностью хрупкому разрушению из-за внутренних напряжений. Такие покрытия из-за невысокого верхнего предела рабочей температуры требуют применения охлаждающих жидкостей.