Caratteristiche e applicazioni dei rivestimenti per utensili in metallo duro

I rivestimenti in carburo sono utilizzati principalmente negli utensili da taglio e possiedono le seguenti caratteristiche:

I rivestimenti migliorano efficacemente la resistenza all'usura dei carburi, riducono il coefficiente di attrito tra il pezzo e la superficie dell'utensile, diminuiscono le forze di taglio e abbassano le temperature di taglio. Di conseguenza, è possibile aumentare la velocità di taglio senza compromettere la durata dell'utensile.

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Gli utensili rivestiti non sono adatti alla lavorazione di materiali come le leghe di titanio e l'acciaio inossidabile austenitico. Attualmente, i carburi rivestiti in superficie sono utilizzati principalmente nei processi di semi-finitura e finitura. Con lo sviluppo della tecnologia di rivestimento e il miglioramento dei processi, si prevede un'ulteriore espansione della gamma di applicazioni di queste leghe.

In base ai diversi materiali di rivestimento, utensili in carburo rivestito possono essere classificati nei seguenti quattro tipi:

Inserti rivestiti in TiC;

Spessore del rivestimento: 5-7 μm;
Durezza del rivestimento: HV 3200-3250;
Caratteristiche: È stato il primo tipo di inserto rivestito a comparire. È caratterizzato da un'elevata durezza del rivestimento e da una buona diffusione nel substrato, con conseguente forte legame tra il rivestimento e il substrato. Tuttavia, tra il rivestimento e il substrato si verifica una decarburazione che aumenta con lo spessore del rivestimento. Ciò comporta una diminuzione della resistenza alla flessione, un aumento della fragilità e una maggiore tendenza alla scheggiatura durante il taglio.

Inserti rivestiti in TiN;

Spessore del rivestimento: 8-12 μm;
Durezza del rivestimento: Inferiore a quella del TiC;
Caratteristiche: I rivestimenti TiN hanno una durezza inferiore rispetto ai rivestimenti TiC e la loro forza di adesione al substrato è inferiore a quella del TiC. I rivestimenti TiN presentano una buona conducibilità termica e coefficienti di attrito inferiori con i materiali a base di ferro, con conseguente migliore resistenza all'usura dei bordi. Inoltre, i rivestimenti TiN hanno una ridotta suscettibilità alla formazione di fasi fragili tra il rivestimento e il substrato, consentendo di ottenere rivestimenti più spessi rispetto al TiC.

Inserti con rivestimento composito TiN-TiC;

Spessore del rivestimento: Il primo strato sulla superficie del substrato è il TiC, con uno spessore di circa 1 μm, seguito da uno strato esterno di TiN.
Caratteristiche: Lo scopo dello strato iniziale di TiC è quello di ottenere un forte legame. Segue un rivestimento composito di carburi e nitruri che si infiltrano reciprocamente, con lo strato esterno di TiN. Rispetto ai rivestimenti in TiC puro, i vantaggi di questo rivestimento composito includono una maggiore conducibilità termica, una migliore resistenza all'usura adesiva e un legame più forte con il substrato. In altre parole, questo rivestimento composito combina i vantaggi dei rivestimenti TiN e TiC.

Inserti rivestiti in metallo-ceramica (Al2O3) e inserti a doppio rivestimento;

Il primo prevede il rivestimento di Al2O3 sul substrato di metallo duro, mentre il secondo prevede l'applicazione di Al2O3 su un inserto rivestito di TiC. Gli inserti con doppio rivestimento possono essere utilizzati per lavorare componenti in acciaio e ghisa a velocità di taglio di 5-6,7 m/s (300-400 m/min) con una durata di 900 secondi.

Per i suddetti rivestimenti basati su inserti in metallo duro, il K01 viene utilizzato come substrato per il taglio dell'acciaio e il K20 per il taglio di componenti in ghisa.

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