Применение упрочняющих покрытий в деревообработке

Инструмент с нанесенным упрочняющим покрытием уже долгие годы является стандартом де-факто в металлообработке. 

Метод нанесения - напыление в вакууме (PVD - physical vapour deposition). Этот процесс представляет собой испарение металла или сплава различных металлов, которые вступают в реакцию с газом (обычно азотом) или смесью газов, и осаждаются на упрочняемую поверхность. В результате образуются тонкие (2-4мкм) пленки нитридов или карбонитридов обладающих высокой твердостью.

Примером наиболее распространенных покрытий являются нитрид титана - TiN (золотое покрытие) и титан алюмонитрид TiAlN (черное покрытие).

TiN - в настоящее время в силу своей невысокой твердости практически не применяется в производстве режущего инструмента. Данное покрытие используется в основном в декоративных целях - золочение (купола, зубы и т.д.).

TiAlN по своим характеристикам значительно превосходит TiN и в настоящее время, пожалуй, встречается наиболее часто.

Помимо твердости важной характеристикой покрытия является его красностойкость, т.е. способность сохранять свои свойства при высоких температурах, что крайне важно при резании металлов.

Когда мы начинали заниматься темой применения упрочняющих покрытий в деревообработке, в России их практически не использовали. Возможно, это было связано с тем, что традиционные покрытия типа TiN и TiAlN практически не дают никакого прироста стойкости деревообрабатывающего инструмента. Это обусловлено совершенно иным характером износа при обработке древесины. Износ в данном случае носит исключительно абразивный характер, и от повышенной красностойкости TiAlN нет никакого толка.

При этом ведущие иностранные компании применяли специализированные покрытия для деревообрабатывающего инструмента. Например, фирма Leitz (Германия) с успехом использует свое покрытие Marathon, обещая трехкратный рост ресурса.

Также для деревообработки хорошо подходит алмазное покрытие DLC (Diamond-Like Carbon). Оно отличается крайне высокой твердостью, а его низкая температурная стойкость (450С) не является проблемой при резании древесных материалов.

Существуют soft и hard DLC покрытия. Если коротко, то отличие в том, что в soft DLC больше углерода в виде графита. Таким образом, оно менее твердое, но обладает лучшими антифрикционными свойствами, которые, правда, в деревообработке не востребованы. Нам нужна максимальная твердость для противодействия абразивному износу. Соответственно, наш выбор – hard DLC. 

Поначалу мы производили достаточно много инструмента с данным покрытием.

В России была установка для напыления DLC. Однако, по итогам тестовых испытаний мы выяснили, что теория несколько расходится с практикой. Проблемой оказалась крайне маленькая толщина покрытия, которое могли делать в России. Оно было всего 0.2 мкм.

Установок, способных делать качественное DLC напыление с толщиной более 1мкм, крайне мало. Они есть в Швейцарии, Германии и Японии. На нашем рынке инструмент с данным типом покрытия можно встретить только у премиальных немецких и итальянских брендов. 

В результате наших экспериментов мы остановились на доработанном аналоге покрытия Marathon компании Leitz. При том, что его твердость в два с лишним раза ниже, чем у hard DLC, его толщина в 10 раз больше. За счет этого общая стойкость данного покрытия минимум в 1,5 раза выше.

Все фрезы FERRO по дереву и древесным материалам идут с нашим фирменным покрытием LongLife. Оно дает реальный прирост срока жизни инструмента от 1,5 до 4 раз. Результат зависит от типа материала и характера обработки. Наилучшие результаты получаются при резании МДФ. Дальше приведу материалы по убыванию эффективности покрытия: ДСП, фанера, цельная древесина. Чем однороднее структура материала, тем лучше себя показывает покрытие. На фанере и цельной древесине меняется характер износа за счет сучков, которые приводят к появлению микросколов на кромке режущего инструмента.

Мы не только производим фрезы с покрытием, но и восстанавливаем его после переточки. 

Выбирайте современный инструмент. Работайте инструментом с покрытием.