Get Adobe Flash player

 

A pénzügyi világ és a média csak a krízisről beszél.  A valódi értékteremtő reálgazdaság, mint például a gépgyártás ezalatt egyre másra éri el az újabb és újabb csúcseredményeket. Ez nem csak Németországban, Kínáben, Brazíliában vagy Csehországban, hanem a széteső USA-ban, a földrengéssújtotta Japánban és a leminősített országokban is, mint Franciaország, vagy éppen Olaszország. A virágzó területek egyike a hajtóműgyártás. A gyártók fejlesztik a legalább 20-szor újraélezhető és újrabevonatolható lefejtőmarók legjellemzőbb tulajdonságait, mint a speciális élanyagokat és bevonatokat.  Ehhez járul hozzá a PLATIT az AlTiCrN-bevonattal. Világszerte egyre elterjedtebb marók, metsző- és vésőkerekek bevonatolására, éppúgy mint  a lefejtőmaróknál.

A forgácsolóiparban ma már az Al-Cr-alapú bevonatok a jellemzők. A tiszta Al-Cr-bevonatok mellett a vezető gyártók az utóbbi időben új bevonatokat vezettek be a piacra, melyek kiegészítésképpen Ti-t, sőt Si-t is tartalmaznak. A hagyományos sík katód technológiához mindig különböző, drága, ötvözött targetek szükségesek. Miután egy sík target élettartama nagyságrendileg 25 adag körül van, a targetet, vagyis a katódot meglehetősen sűrűn kell cserélni.

A PLATIT forgó katódos (LARC®: LAteral Rotating Cathodes; lásd 1. ábra) technológiája túlnyomórészt ötvözetlen targetekkel dolgozik, ahol a bevonat struktúrája és sztochiometriája szabadon programozható. Ezáltal a forgó katódokkal 200 adag felett is teljesíthetünk, a katódcsere is különösen ritka, a különböző bevonatok ellenére. A gazdaságosság és a rugalmasság kombinációja valósul így meg.

1. ábra. PLATIT-Bevonatoló berendezés,
11-es széria, forgó katódokkal.
P111: Meghatározott hármas bevonatokkal
P311: Minden hármas bevonattal

A látszat, hogy a sík targetek olcsóbbak, hamis.  Tehát
–    a sokkal gyakoribb katódcsere miatti bér- és átállási költségek,
–    a gyakori gyártási szünetek és
–    a raktárköltségek a targetek sokfélesége miatt
mind azt eredményezi, hogy a PLATIT forgó katódos technológia target költsége szerszámonként 20%-al alacsonyabb, mint a sík target technológia esetén (lásd 2. ábra).

 

2. ábra. Szerszámomkénti target költségek összevetése
forgó és sík katódok esetén
A leggyakrabban alkalmazott bevonatok esetén: TiN, CrN, TiAlN, AlTiN, AlCrN-szerszám: Ř10mm szármaró
LARC-Katódok, Ti, Al, Cr – Ř100x500mm <-> 6 Katód sík targettel, Ti, Cr, AlCr, TiAl, AlTi; Ř150 mm

AlCrN-bevonatok

Ha 6 azonos ötvözött katód (pl. Al-Cr/70-30%) van a kemencében, jó termelékenységet érhetünk el, de a bevonat csak mono struktúrájú lesz. Két forgó katóddal (Al és Cr) már hármas bevonat struktúrát (TripleCoatings3®) is gyárthatunk (lásd 3. ábra):
–    Az AlCrN3® alap rétege CrN, a legjobb tapadással.
–    A mag réteg nano  Al/CrN a legmagasabb szívóssággal és repedés elnyelődéssel.
–    A fedő réteg mono AlCrN a legmagasabb keménységgel és kopásállósággal. Ennél az összetétel nem feltétlenül 70:30%, ami már kompromisszum lenne.

 

3. ábra. A PLATIT hármas bevonatainak (TripleCoatings3®) Al-Ti-Cr alapú bevonatai

Az Al-Cr alapú bevonatok döntő előnye a magas abrazív kopásállóság. Ez elsősorban a száraz megmunkálásnál fontos, de minimál kenésnél is alakpontosság és éltartamnövekedést eredményez (4. ábra).

 

4. ábra. Éltartamút és kopás összehasonlítás magas ötvözésű acél megmunkálásánál, minimál kenés esetén
Anyag.: szerszámacél – X33XrS16 – 1.2085 – HB300 –
ap = ae = 4 mm – Szerszám: Fraisa NX-V – d = 8mm – z = 4
átlagos kopás: (VBmax + homlokkopás + élkopás)/3
vc = 120m/min – s = 4775/min – fz = 0,05 mm/fog –
vf = 1146 mm/min – MQL = Minimálkenés

AlTiCrN-bevonatok

A nedves megmunkálásoknál az Al-Ti-Cr-bevonatok a legeredményesebbek. Az optimális struktúra teljesen különbözik az egyszerű mono bevonatoktól. (lásd 5. ábra).
–    Az AlTiCrN3®-bevonat tapadó rétege egy viszonylag vastag CrN réteg.  Nagyon sok régi, elavult  megmunkálógép hűtéssel dolgozik. Ezek merevsége általában alacsonyabb, mint a modern, szárazmegmunkálásra alkalmas gépeké. A vastag CrN-alapréteg a lefejtőmarók bevonateltávolítását is egyszerűsíti.
–    Az AlTiCrN-magréteg jellemzően minden egyben bevonat. Egyesíti az Al, a Ti és a Cr jó tulajdonságait.
–    A fedő réteg újra keménységre optimalizált AlCrN-bevonat a legmagasabb abrazív kopásállósággal.

 

5. ábra. Gyártott mennyiség összehasonlítása, lefejtőmarás olajhűtéssel
Alkatrész anyaga: 34CrNiMo6 (1,6582) – vc = 45m/min,
fn = 0,12 mm/U, RPM=500
Hűtés: olaj – Forrás: Unimerco, Sund, DK

AlTiCrN3®+

Ha egy szerszámot hol hűtéssel, hol anélkül használnak, az új fejlesztésű AlTiCrN3®+  bevonat a javasolt (lásd
6. ábra).
–    A tapadó réteg újra CrN bevonat, mint minden  AlTiCrN-hármas bevonatnál, az ötvözetlen Cr katód révén.
–    A magréteg nano Al/CrN-struktúrát mutat, amelyik a világszerte elterjedt nanoszféra bevonatnál íválóan bevált.
–    A fedőréteg itt egy minden egyben kompromisszum; Al-Ti-Cr. Ez egyetemes alkalmazást tesz lehetővé.

 

6. ábra. Gyártott mennyiség összehasonlítása
vegyes gyártásnál, hűtéssel és anélkül (PLATIT gyártási eredmények, lefejtőmaró, metsző- és vésőkerekek)
Fotó: Lefejtőmaró, metsző- és vésőkerék,
a Müller Präzisionswerkzeuge, Sien cég termékei

Kitekintés

A forgácsolásban alkalmazott bevonatok száma az utolsó évtizedben robbanásszerűen növekedett [3]. Az alkalmazásorientált bevonatok jelentősen növelik a teljesítményt a speciális alkalmazásoknál. Alkalmazásorientált bevonatok bérbevonatolással, különösen mikro és kisvállalkozásoknál nem valósíthatóak meg.  Éppen ezért  megnő a jelentősége a gyártásba integrált házon belüli bevonatolásnak.

A különböző alkalmazási területekre optimalizált, különböző bevonatok készítésére nagyon rugalmas bevonatoló berendezésre van szükség, és ennek megfelelő elő- és utókezelési eljárásokra és berendezésekre:
–    vágóél kialakítás,
–    tisztítás,
–    bevonat eltávolítás,
–    mérés, minőségellenőrzés
–    kezelés.

A PLATIT rendkívül rugalmas, forgó katódos bevonatoló berendezéseket kínál, a hozzá tartozó kegészítő berendezésekkel együtt, kulcsrakészen. Világszerte már több száz ilyen komplex berendezést üzemeltek be. A rendszerek legfontosabb jellemzője a PLATIT Open Source (POS®)-elve. Open Source, nyitott forráskódú, vagyis a PLATIT a kulcsrakész rendszerét teljesértékű know-how-val szállítja. A vevő, a felhasználó, a szerszámgyártó új, saját fejlesztésű, alkalmazásorientált bevonatát is bevezetheti a piacra, ezzel jelentős piaci előnyhöz juthat, egyben jelentős nyereséget könyvelhet el.

A PLATIT saját jogon bérbevonatolást nem végez, így nem is versenytársa a gépeit alkalmazó bevonatoló cégeknek.
A beruházás általában 2 éven alatt megtérül [1].

Irodalom

[1]    Kompendium – Platit-Katalog, 47. Ausgabe – On-line: www.platit.com
[2]    Heinrich, M.:  Quo Vadis Werkzeugtechnik – 9. Schmalkaldener Werkzeugtagung, 2010
[3]    Anpassung – Integration – Offenheit  – Neue Regeln in der Beschichtungsindustrie Werkzeugtechnik, Nr. 118., Februar/2011
[4]    Alles im Lot – Rekordjahr 2011. Aussichten VDMA Präzisionswerkzeuge, Frankfurt, 17.01.2012 Müller Präzisionswerkzeuge, Sien