Город ЗлатоустСовременное промышленное производство предъявляет высокие требования к стойкости режущего инструмента, пресс-форм, штампов и деталей машин. Один из эффективных способов повышения их ресурса — нанесение тонкопленочных упрочняющих покрытий методом вакуумного напыления. Такие покрытия позволяют повысить твердость и износостойкость рабочей поверхности, уменьшить коэффициент трения и защитить изделие от воздействия повышенных температур и агрессивных сред.
Для реализации подобных технологий применяются специализированные установки вакуумного напыления упрочняющих покрытий, оснащенные вакуумными дуговыми испарителями, ионными источниками, системами подачи рабочих газов и современными источниками питания. Состав оборудования подбирается в зависимости от типа изделий, требуемых характеристик покрытия и производительности участка.
Вакуумная технология позволяет получать широкий спектр однослойных, многослойных, градиентных и многокомпонентных покрытий. В промышленности широко применяются TiN, TiCN, CrN, TiAlN, AlCrN, а также более сложные композиции на основе титана, алюминия, хрома, циркония и других элементов.
Выбор конкретного состава зависит от условий эксплуатации изделия. Для режущего инструмента особенно важны высокая твердость, термостойкость и сопротивление абразивному износу. Для штампов и пресс-форм большое значение имеют низкий коэффициент трения, устойчивость к выкрашиванию и снижение склонности обрабатываемого материала к налипанию на рабочие поверхности.
При соответствующей конфигурации вакуумного оборудования возможно также нанесение многокомпонентных и алмазоподобных DLC-покрытий.
Главная задача упрочняющего покрытия — не просто изменить внешний вид поверхности, а повысить эксплуатационные характеристики изделия. Правильно подобранное PVD-покрытие способно существенно увеличить срок службы фрез, сверл, метчиков, режущих пластин, технологических ножей, пуансонов, матриц и другой производственной оснастки.
Например, при обработке твердых и труднообрабатываемых материалов покрытие снижает интенсивность изнашивания режущей кромки и помогает инструменту дольше сохранять рабочую геометрию. На штамповой оснастке защитный слой уменьшает износ и задиры, а также препятствует схватыванию металла с поверхностью пуансона или матрицы. В результате увеличивается межремонтный интервал оснастки и сокращается количество простоев оборудования.
Большое значение имеет предварительная ионная очистка изделий непосредственно в вакуумной камере. Она позволяет удалить загрязнения с поверхности и подготовить ее к формированию прочной связи между подложкой и наносимым слоем. Стабильность температуры, давления, мощности источников и расхода технологических газов также непосредственно влияет на качество и повторяемость покрытия.
Промышленная вакуумная установка для нанесения износостойких PVD-покрытий может комплектоваться несколькими технологическими источниками, планетарной системой вращения изделий, современной вакуумной системой и автоматическим управлением расходом рабочих газов.
Автоматизация особенно важна при серийном производстве. Программное управление позволяет сохранять технологические режимы и повторять их при последующих загрузках. Это снижает влияние человеческого фактора и помогает получать стабильные характеристики покрытия от партии к партии.
Планетарное вращение оснастки обеспечивает более равномерное воздействие потока наносимого материала на изделия сложной формы. В сочетании с правильно подобранным количеством и расположением источников это позволяет добиваться равномерности покрытия по рабочим поверхностям инструмента и деталей.
Вакуумное напыление востребовано на предприятиях металлообработки, инструментального производства, машиностроения и других отраслей промышленности. Технология применяется для обработки твердосплавных и быстрорежущих фрез, сверл, метчиков, пластин, штампов, пресс-форм, пуансонов, матриц, технологических ножей и прецизионных деталей.
При выборе установки необходимо учитывать размеры и материал изделий, требуемый тип и толщину покрытия, предполагаемый объем производства и необходимую производительность оборудования. Именно поэтому конфигурацию промышленной вакуумной установки целесообразно определять под конкретную технологическую задачу.
ООО «Технологии и Предложения» разрабатывает и производит оборудование для нанесения упрочняющих вакуумных покрытий, а также подбирает технологическую конфигурацию с учетом изделий и требований заказчика. Практический опыт в области вакуумных и плазменных технологий позволяет создавать установки как для специализированных задач, так и для промышленного серийного производства.