Основные виды титановых покрытий — TiAlN, TiCN

19.09.2024

Метчик — режущий инструмент, работающий под постоянной высокой нагрузке. У него достаточно протяженная длина режущей кромки и большая площадь контакта с обрабатываемой поверхностью. Поэтому рабочей части метчика нужна защита, которую дают специальные покрытия. Далее по тексту мы рассмотрим целесообразность применения покрытий, а также наиболее распространенные типы протекторов.

Для чего нужны покрытия метчиков

Покрытия упрощают процесс нарезания резьбы, улучшая сам инструмент. Обычно их наносят с целью:

Повышения износостойкости инструмента — метчики делают из относительно мягкой стали, поэтому напыление твердых веществ на контактную поверхность повышает ее прочность, уменьшая износ. Протекторы на основе карбидов и нитридов титана имеют более высокую поверхностную твердость, чем инструментальная или быстрорежущая сталь.
Снижения силы трения, что упрощает процесс нарезания резьбы за счет снижения усилий, прикладываемых к воротку метчика. Обычно для этого на поверхность инструмента наносят тонкий слой пористого протектора, который задерживает смазку или смазочно-охлаждающую жидкость.
Увеличения теплопроводности инструмента — позволяет быстро остудить точку контакта метчика с заготовкой, снижая износ, повышая точность нарезания резьбы. Такие протекторы защищают инструмент от перегрева и последующей поломки.
Прироста скорости резания, а также общей производительности процесса нарезания резьбы — на такое способны многокомпонентные покрытия (алюмонитрид титана), которые отводят тепло, снижают трение в зоне контакта.

Побочными эффектами от применения некоторых покрытий может быть увеличение рабочего времени между заточкой режущих кромок инструмента, сокращение объема налипшей стружки, защита стали от коррозии.

Типы покрытий

Перечень эффектов от применения протектора зависит от его состава (типа покрытия). Большинство составов давно стандартизированы и описаны в ГОСТ или справочниках. Вы можете отличить их друг от друга даже визуально — по цвету обработанной части метчика. К самым распространенным разновидностям функциональных протекторов относят:

TiN

Титановый нитрид, снижающий коэффициент силы трения о сталь до 0,4. Сопротивляется температурам до 600 °C, держит давление до 24 ГПа, обеспечивая долгий срок работы метчика. Отличается от других покрытий характерным золотым блеском.

TiAIN

Если нитрид Ti легировать алюминием, то получится алюмонитрид — TiAlN, который работает как TiN, увеличивая срок службы инструмента и снижая температурные ограничения в точке контакта, а также демонстрирует высокие значение твердости, позволяя нарезать резьбу в/на деталях из термоустойчивых, высоколегированных сплавов. Цвет покрытия — серо-фиолетовый, с металлическим блеском.

TiCN

Карбонитрид Ti допускает нагрев только до 400 °C, но демонстрирует повышенную твердость, поэтому его используют при обработке инструмента, которым нарезают резьбу в деталях из труднообрабатываемых материалов. Цвет протектора — серо-голубой.

Hardslick (TiAlN+WC/C)

Двухслойное покрытие состоит из TiAlN (первый слой) и карбида вольфрама (WC/C), который напыляют поверх алюмонитрида Ti. Снижает коэффициент трения до 0,2, а также повышает допустимую температуру в зоне контакта до 800 °C. Инструментом с таким напылением обрабатывают сам Ti, а также прочную нержавейку. Цвет — серо-фиолетовый.

Vap, Black, OX=VAP

Все эти покрытия используют оксиды, которые защищают метчик от коррозии и перегрева. Цвет подобных протекторов — темно-синий или черный. Сфера применения — углеродистые или конструкционные стали, а также мягкие металлы (алюминий, медь).

Азотирование

Перенасыщенный азотом металл (NiT) снижает силу трения до минимальных значений, обеспечивая обработку абразивных материалов, которые сотрут любой другой метчик до основания.

DLC

Протектор на основе углерода, из которого почти сделали алмаз. Уменьшает силу трения до минимальных значений, демонстрирует высокую поверхностную прочность, но боится высоких температур, теряя свои качества при 250 °C.

Когда наносят покрытие на метчик

Протектор наносится на только что изготовленный, заточенный инструмент. Это могут сделать производители или потребители, которые приобрели специальное оборудование для модификации характеристик режущего инструмента. Обычно при нанесении протектора используют технологии вакуумного напыления или химического осаждения, которые требуют применения сложного оборудования и обученного персонала. Поэтому большинство потребителей предпочитают покупать модифицированный инструмент, который можно найти в каталоге нашей компании.