A bevonatolási technológia területén szerzett ismereteinek köszönhetően a MAPAL rendkívül kemény és kopásálló gyémántbevonatokat fejleszt olyan anyagok megmunkálásához, mint a CFRP, kerámia, grafit és alumíniumötvözetek. A MAPAL megmunkálási megoldásai így hosszabb szerszámélettartamot és nagyobb folyamatbiztonságot érnek el, különösen az autó- és repülőgépiparban, a szerszám- és formagyártásban, valamint az orvostechnikában történő alkalmazásokban.
A szerszámgyártó aaleni telephelyén olyan technológiákkal rendelkezik, amelyekkel PVD- vagy CVD-eljárással bevonhatók a forgácsolólapkák és a tömör keményfém szerszámok. Az eljárás kiválasztása az adott alkalmazási paraméterektől függ. Száraz megmunkálás és nagy forgácsolási sebesség esetén általában a CVD-t választják; instabil megmunkálási helyzetek vagy nehéz megmunkálási körülmények esetén a keményebb PVD bevonatokat alkalmazzák.
Ha a megmunkálás során gyakran fordul elő élrátét és ebből eredő kopási folyamatok, akkor a gyémántszerű szénbevonatok (DLC) alkalmazása javasolt. A DLC bevonatokat szintén PVD vagy plazmaerősítéses CVD eljárással alakítják ki. Ezek a bevonatok sp2 hibridizációjú (grafit) és sp3 hibridizációjú (gyémánt) szénatomkötések keverékéből jönnek létre. A keverési arány határozza meg a bevonatok fizikai és mechanikai tulajdonságait. Minél több sp3 atomi kötés van, annál keményebb a bevonat.
Új bevonási eljárások a CVD gyémántreaktoroknak köszönhetően
Az erősen koptató anyagok marásához vagy fúrásához tiszta gyémánt bevonatokra van szükség. A MAPAL Group által a gyémántbevonatok szintézisére alkalmazott eljárás a tisztán termikus CVD módosítása, amelyet hot filament CVD-nek, vagy röviden HF CVD-nek neveznek. A MAPAL szerint a hagyományos CVD bevonatok nem alkalmasak tömör szerszámok bevonására, mivel a szerszámok hossza és a magas bevonati hőmérséklet általában hossztorzulást eredményez. A HF CVD során a tűzálló fémekből készült huzalok hidrogén és metán keverékét akár 2500 fokos hőmérsékletre hevítik. A folyamat során reaktív metilgyökök keletkeznek, amelyek fokozatosan gyémántrétegként rakódnak le a karbidfelületre. A MAPAL saját CVD gyémántreaktorokkal rendelkezik.
„Az elmúlt években sokat dolgoztunk a gyémántbevonási eljárás javításán, mellyel új lehetőségeket teremtettünk a MAPAL számára a szerszámgyártásban” – magyarázza Dr. Martin Kommer, a MAPAL Vágóanyag/Bevonat kutatás-fejlesztési csoportvezetője. A szerszámgyártó most már a teljes szerszámtervezést a saját ellenőrzése alatt tartja, a megfelelő geometriától a megfelelő keményfém kiválasztásán át a bevonatig. Ez azt jelenti, hogy a szerszámokat még pontosabban meg lehet tervezni az ügyfelek igényeinek megfelelően. Az aaleni fejlesztési részleg saját megmunkálóközponttal rendelkezik, ahol az új szerszámokat többek között a szerszám élettartam és a kopási viselkedés szempontjából tesztelik.
Mivel a bevonatolási folyamat mechanikus rögzítéssel kombinált kémiai reakcióval működik, az előkezelés során fontos a keményfémfelület meghatározott maratása. Mivel nem minden keményfém alkalmas erre, a MAPAL értékeli a megfelelő hordozóanyagokat. Azt, hogy a bevonás során finom szemcsés mikrokristályos vagy nanokristályos rétegek keletkeznek-e, a folyamat során a hőmérséklet, a nyomás és a megfelelő reaktív gázok áramlása határozza meg. Elméletileg akár 50 µm vastagságú rétegek is előállíthatók HF-CVD-vel. A MAPAL a szerszámok bevonatolásánál jelenleg a 3 µm és 15 µm közötti tartományra összpontosít, az adott alkalmazástól függően.
Az optimalizált HF CVD-eljárás szinte egyenletes vastagságú rétegeket eredményez, amit a MAPAL az OptiMill-Composite-Speed-Plus kifejlesztésekor használt. Az adott megmunkálási alkalmazásban így a vágási mélységtől függetlenül a teljes vágóélhossz megbízhatóan kihasználható.
ForrásMAPAL
További információ: