Belagd hårdmetall


​Belagd hårdmetall står för närvarande för 80–90 % av alla skärverktygsskär. Dess framgång som verktygsmaterial beror på dess unika kombination av slitstyrka och seghet och dess förmåga att formas i komplicerade former.

Belagd hårdmetall kombinerar hårdmetall med en beläggning. Tillsammans bildar de en sort som är anpassad för just sin applikation.

 

 

​Belagda hårdmetallsorter är första val för ett stort antal olika verktyg och applikationer.

Beläggning – CVD

​Definition och egenskaper

 

​CVD står för Chemical Vapor Deposition. CVD-beläggningen skapas genom kemiska reaktioner vid temperaturer på 700–1050 °C.

CVD-beläggningar har bra slitstyrka och utmärkt vidhäftningsförmåga på hårdmetall.

Den första CVD-belagda hårdmetallen var en beläggning med ett skikt av titankarbid (TiC). Aluminiumskikt (Al2O3) och titannitridskikt (TiN) lanserades senare. Senare lanserades också de moderna titankarbonitrid skikten (Ti(CN)) med den sk MT-CVD processen för att förbättra sortegenskaperna.

Moderna CVD-beläggningar kombinerar MT-Ti(C,N), Al2O3 och TiN. Beläggningarnas egenskaper har förbättrats kontinuerligt vad gäller vidhäftning, seghet och slitstyrka genom mikrostrukturella förbättringar och efterbehandlingar.

 

MT-Ti(C,N) - Dess hårdhet ger motstånd mot nötande förslitning, vilket ger minskad fasförslitning.

CVD-Al2O3 - Kemiskt inert med låg värmeledningsförmåga, vilket gör den motståndskraftig mot gropförslitning. Den fungerar även som en värmebarriär för att förbättra motståndet mot plastisk deformation.

CVD-TiN - Förbättrar slitstyrkan och används för identifiering av förslitna skäreggar.

Post-treatments - Förbättrar eggsegheten i intermittenta skärförlopp och minskar kletningstendenserna


Applikationer

CVD-belagda sorter är förstahandsvalet inom en mängd olika applikationer där slitstyrka är viktig. Sådan applikationer finns t.ex. inom allmän svarvning och uppborrning av stål, allmän svarvning av rostfria stål och för fräsning inom ISO P, ISO M, ISO K. För borrning används CVD-sorter oftast i periferiskäret

 

Beläggning – PVD

​Definition och egenskaper

 

​PVD-beläggningar bildas vid relativt låga temperaturer (400–600 °C). I processen ingår att metall joniseras och sedan reagerar med t.ex. kväve för att bilda en hård nitridbeläggning på skärverktygets yta.

PVD-beläggningar ger sorterna större slitstyrka tack vare deras hårdhet. Tryckspänningar i ytan ger också ökad eggseghet och motstånd mot kamsprickor.

Nedan beskrivs de viktigaste PVD-skikt typerna. Moderna beläggningar är kombinationer av dessa skiktmaterial. Multiskikt består av flera tunna lager, i nanometerintervall, vilket gör beläggningen ännu hårdare

 

PVD-TiN - Titannitrid var den första PVD-beläggningen. Den har allround-egenskaper och är gul till färgen.

PVD-Ti(C,N) - Titankolnitrid är hårdare än TiN och ger motstånd mot
fasförslitning.

PVD-(Ti,Al)N - Titanaluminiumnitrid är mycket hårt och har bra motstånd
mot oxidering vilket förbättrar den totala slitstyrkan.

PVD-oxide - Används för sin kemiska tröghet och förbättrade motstånd mot gropförslitning.


Applikationer

PVD-belagda sorter rekommenderas där sega och samtidigt vassa skäreggar behövs, liksom i kletande material. Applikationer av den typen är vanliga. Här ingår alla solida pinnfräsar och borrar, samt merparten av sorterna för spårfräsning och gängning. PVD-belagda sorter används också ofta för finbearbetning och som centrumskärsort vid borrning

 

Hårdmetall

​Definition och egenskaper

Hårdmetall är ett pulvermetallurgiskt material, huvudsakligen bestående av volframkarbid (WC) som hårdämne i en metallisk bindefas bestående av kobolt (Co). Hårdmetaller för skärande bearbetning består till mer än 80 % av WC. Förutom WC förekommer en blandkarbid bestående av (Ti,Ta,Nb,W)C som hårdämne.

Hårdmetallskären tillverkas antingen genom axialpressning eller formsprutning och sintras sedan till full densitet.

 

WC-kornstorleken är en av de viktigaste parametrarna vid justering av en sorts förhållande mellan hårdhet och seghet. Ju finare kornstorlek desto högre hårdhet vid ett givet bindmedelsinnehåll.

Mängden bindefas styr sortens seghet och motståndskraft mot plastisk
deformation. Vid lika stor WC-kornstorlek ger en ökad mängd bindefas en segare sorter, som är mer benägen till förslitning på
grund av plastisk deformation. För låg bindfashalt kan leda till sprött
material.

Blandkarbiden, kallas även γ-fas, tillsätts normalt för att öka varmhårdheten
och skapa gradienter.

Gradienter används för att kombinera förbättrat motstånd mot plastisk
deformation med eggseghet.


Applikationer

 

Medelfin till grov WC-kornstorlek
Medelfin till grov WC-kornstorlek ger hårdmetallerna en kombination av hög varmhårdhet och seghet. Dessa används i kombination med CVD- eller PVD-beläggningar för sorter för alla områden.

 

Fina WC-korn eller WC-korn i submikrometerstorlek
Fina WC-korn eller WC-korn i submikrometerstorlek används för vassa skäreggar med PVDbeläggning för att förbättra den vassa eggens slitstyrka. Exempel på typiska applikationer är solida hårdmetallborr, solida hårdmetallpinnfräsar, skär för avstickning och spårsvarvning, fräsning och sorter för finbearbetning.

 

Hårdmetall med gradient
Gradientsintring i kombination med CVD-beläggningar är första val för svarvning, och spåroch avstickning i stål och rostfria stål.