Τύποι επικαλύψεων
Jan 11, 2018| Επικαλύψεις μονόκλωνου
Η πρώτη γενιά σκληρών επιχρισμάτων PVD ήταν απλά μεταλλικά νιτρίδια όπως TiN, CrN και ZrN. Έχουν χρησιμοποιηθεί εμπορικά από τα μέσα της δεκαετίας του 1980 για εφαρμογές κοπής (λόγω της υψηλότερης σκληρότητάς τους σε σύγκριση με το χάλυβα υψηλής ταχύτητας και το σκυρόδεμα) και για διακοσμητικούς σκοπούς λόγω της ελκυστικής εμφάνισής τους: Το TiN έχει ένα χαρακτηριστικό κίτρινο χρυσό χρώμα, το CrN μοιάζει ασήμι, το ZrN έχει χρώμα λευκόχρυσο. Οι κραματοποιημένες επικαλύψεις βελτιώνουν τη σκληρότητα, την αντίσταση στη φθορά, την ανθεκτικότητα και την αντοχή στην οξείδωση, εισάγοντας άλλα στοιχεία όπως το C, Al και Cr στο πλέγμα TiN. Οι τρεις βασικές επικαλύψεις - TiN, TiCN και TiAlN - αποτελούν επί του παρόντος πάνω από το 70% της παγκόσμιας αγοράς επίστρωσης.
Πολυστρωματικές επικαλύψεις
Περαιτέρω βελτιώσεις των ιδιοτήτων των σκληρών επιχρισμάτων PVD επιτεύχθηκαν με την εναπόθεση πολυστρωματικών δομών. Επιλέγοντας έναν κατάλληλο συνδυασμό υλικών για την πολυστρωματική δομή είναι δυνατόν να βελτιωθεί η αντοχή έναντι φθοράς, διάβρωσης, οξείδωσης. Η πολυστρωματική δομή έχει υψηλότερη ανθεκτικότητα και χαμηλότερη σκληρότητα συγκρίσιμη με τις επικαλύψεις μονόκλωνου. Η δομή "σάντουιτς" απορροφά τη ρωγμή από τα υποστρώματα, επομένως προτιμάται συνήθως μια επίστρωση πολλαπλών στρώσεων για υψηλό δυναμικό φορτίο, π.χ.
Νανοσύνθετες επικαλύψεις
Οι νανοσύνθετες δομές αντιπροσωπεύουν μια νέα κατηγορία υλικών, που συνίστανται σε δύο ή περισσότερες φάσεις που συνυπάρχουν σε ένα πολύ μικρό όγκο, με κρυστάλλους διαστάσεων 3 ... 10 nm. Στην περίπτωση των νανοκρυσταλλικών υλικών ο αριθμός των ατόμων σε ένα κρυσταλλικό κόκκο είναι συγκρίσιμος ή και μικρότερος από τον αριθμό των ατόμων που βρίσκονται στα όρια των κόκκων. Σε τέτοιες συνθήκες ο σχηματισμός των εξάρσεων εμποδίζεται από τα όρια των κόκκων και η μηχανική παραμόρφωση λαμβάνει χώρα με τον μηχανισμό της ολίσθησης στα όρια των κόκκων και όχι με την μετατόπιση της εξάρθρωσης που είναι ο μηχανισμός παραμόρφωσης σε συμβατικά υλικά. Αυτό οδηγεί σε σημαντική αύξηση της σκληρότητας των νανοκρυσταλλικών υλικών και στην ανάπτυξη υπερκείμενων υλικών. Με την εναπόθεση διαφόρων ειδών υλικών, τα συστατικά (όπως Ti, Cr, Al και Si) δεν αναμειγνύονται και δημιουργούνται δύο φάσεις. Οι νανοκρυσταλλικοί κόκκοι TiAlN ή AlCrN ενσωματώνονται σε μια άμορφη μήτρα Si3N4. Οι επικαλύψεις με νάνο σύνθετα είναι εμπορικά διαθέσιμες από το 2003 και έχουν εξαιρετικές ιδιότητες και εφαρμογές.
Επικαλύψεις DLC και OXI
Το Diamond Like Coating (DLC) είναι μια μετασταθερή μορφή άμορφου άνθρακα με υψηλό ποσοστό κυβικών sp3 στοιχείων. Οι επικαλύψεις DLC βελτιώνουν τα χαρακτηριστικά τροφοδοσίας των εργαλείων αφαίρεσης και σχηματισμού τσιπ και διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην επεξεργασία μαλακών και συγκολλητικών υλικών που προκαλούν χτισμένες ακμές. Σήμερα, οι επικαλύψεις DLC χρησιμοποιούνται κυρίως στη μαζική παραγωγή εξαρτημάτων για την προστασία από φθορά λόγω μικρότερης τριβής. Οι επικαλύψεις με οξείδιο και οξινιτρίδη χρησιμεύουν για το διαχωρισμό του εργαλείου / εξαρτήματος και του τεμαχίου εργασίας και για την επίτευξη χαμηλής συγγένειας μεταξύ των δύο, ιδιαίτερα στις διαδικασίες ξηρής κοπής όπου επιτυγχάνονται υψηλές θερμοκρασίες. Προσφέρουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα: υψηλή αντοχή σε συγκόλληση, λειαντική φθορά, οξείδωση, διάχυση οξυγόνου (το στρώμα είναι ήδη ως οξείδιο). χημική και θερμική απομόνωση και χημική αδιαφορία. μειωμένη τριβή ακόμη και σε θερμοκρασίες άνω των 1000 ° C. λιγότερες χτισμένες άκρες και λιγότερη διαμετάδοση υλικού στη ζώνη επαφής tribo.
