Deskundig
Veel ervaring
Gespecialiseerd
Geavanceerde materialen
Duurzaam
Kwaliteit
Contact

Het toepassen van coatingen op gereedschappen is voor iedereen een bekend gebied. Dat kleurtje variërend van goud naar paars naar zilver. Waarom zou je een coating gebruiken? Het belangrijkste is dat de glijeigenschappen van het basismateriaal worden verbeterd. Daarnaast wordt de hardheid verhoogd welke de snijkant versterkt. Door de coating wordt ook de warmteweerstand van het basismateriaal verbeterd. Je ziet dat de productiviteit stijgt en de standtijd wordt verhoogd. Ko Buijs van Innomet heeft een interessante blog geschreven hoe zo’n coating wordt aangebracht. Hier volgt zijn gastblog.  

BLOG KO BUIJS: OPTIMALISEREN SLIJTBESTENDIGHEID VAN GEREEDSCHAPSSTAAL

Als aanvulling op het blog over gereedschapsstaal is het wellicht nuttig om eens stil te staan hoe gespecialiseerde bedrijven kans zien om op dit gereedschapsstaal een zeer harde en dunne slijtvaste laag aan te brengen. Een bekend voorbeeld is het aanbrengen van een laagje titaan-aluminium-nitride op de bewerkingskant van frezen, beitels en boren. Dit mooie goudkleurige uiterlijk is ook terug te vinden op bewerkingsplaten die op draaibanken worden gebruikt. Het is wellicht interessant voor de lezer te weten hoe deze extreem goede slijtlaag wordt aangebracht op het gereedschapsstaal.

High Speed Steel boren met slijtvaste deklaag van titaan-aluminium-nitride (foto AGT)

Het mechanisme om deze deklaag aan te brengen, gaat als volgt in zijn werk. In een werkruimte van een zogenaamde HiPIMS machine wordt een gas ingebracht van zuiver stikstof. HiPIMS staat voor ‘High-power impulse magnetron sputtering’. Sputtering betekent letterlijk kathodeverstuiving. Belangrijk is dat er geen andere gassen aanwezig zijn zoals zuurstof want die werken zeer verstorend. In de hoeken van de werkruimte worden explosief geplateerde platen verticaal aangebracht die bestaan uit een laag titanium en een laag puur koper. Dit worden ook wel gecladde platen genoemd. Deze lagen zijn in de regel 6 mm dik. In de titaan laag worden gaten gemaakt, waarin een aantal aluminium proppen van circa Ø25 mm gietmatig worden aangebracht. Het koper als basisplaat, is nodig omdat koper een veel betere elektrisch geleidingsvermogen heeft dan titaan. M.a.w. dergelijke gecladde platen verhogen het rendement van de machine. Ook kan de vraag rijzen waarom het titaan aan het koper verbonden moet worden m.b.v. het explosieve lasproces. De reden is dat er dan een perfecte metaalbinding ontstaat tussen titaan en koper, waardoor er geen elektrische overgangsweerstand is. Ook dat komt het rendement van de machine weer ten goede.

Midden in de werkruimte staan de te behandelen gereedschappen opgesteld. Er wordt een hoog elektrisch potentiaalverschil aangebracht tussen de werkstukken en de gecladde platen. Zo ontstaat door ionisatie een plasmagas in de werkruimte. Op een gegeven moment wordt het potentiaalverschil dusdanig groot, dat er een vonkenregen vanaf de platen naar de werkstukken ontstaat. In deze vonkenregen zijn volop titaan en aluminium ionen aanwezig die tijdens hun vlucht naar de werkstukken onmiddellijk met het stikstofgas een reactie aangaan. Titaan en aluminium zijn immers reactieve metalen. M.a.w. er ontstaat een deposiet van titaan-aluminium-nitride op het werkstuk. De snelheid van dit aanbrengen is maximaal 2 µm per uur. Dit laagje varieert qua dikte uiteindelijk van 1 -12 µm. De standtijd van snijgereedschappen zoals boren, beitels en frezen kan met deze methode in vele gevallen zelfs verdubbeld worden.

Een HiPIMS machine; duidelijk zijn de gecladde titaan/aluminium/koper platen te zien in de werkruimte (foto Cemecon).
Koper/titaan platen met aluminium proppen (foto Innomet Consultancy)
Frees en bewerkingsplaten voorzien van een titaan-aluminium-nitride laag (foto Cemecon).

Door Ko Buijs – Innomet Consultancy BV

Naast TiAlN hebben deze coatingen zich steeds meer ontwikkeld. Er zijn meerdere recepten waarbij de aanbrengmethode hetzelfde is maar er andere elementen worden toegepast. Dit is om meer materiaal specifiek te kunnen werken. Op RVS gebruik je een andere coating dan op staat. Bij aluminium gebruik je coating die geen aluminium bevat en veel dunner is. De fabrikant combineert vaak de juiste geometrie met de juiste coating, als gebruiker heb je daar niet veel invloed op. Je ziet veel verschillende kleuren van coatingen. Dit zegt echter niets over de receptuur je kunt alle kleuren van de regenboog gebruiken maar fabrikanten gebruiken de kleuren vaak om het onderscheid te maken voor de verschillende toepassingen.

Het leek me interessant om te laten weten hoe zoiets in zijn werk gaat. Belangrijk is natuurlijk dat jouw toepassing de juiste coating heeft voor het beste rendement.

Joop Lahm

About the author

Joop werkt al jaren in de verspanende industrie, en door de nauwe samenwerking met klanten en leveranciers weet hij veel over de verschillende processen. Door zijn ervaring heeft hij veel kennis van veel materialen en welke gereedschappen daar goed op kunnen worden toegepast.

Leave a Reply

Meest recente berichten