Nowe powłoki wielowarstwowe do skrawania z dużymi prędkościami
Technologia HSC od dawna jest najlepszym środkiem poprawiającym efektywność i precyzję skrawania metali. Niemniej istnieją już nowe stopy, które są wyjątkowo trudne w obróbce maszynowej. Ponadto ważne kwestie środowiskowe i zdrowotne doprowadziły do ograniczenia użycia podczas skrawania smarochłodziw, czyli środków smarująco-chłodzących. Smarochłodziwa są poważnym źródłem odpadów, a pozbywanie się ich jest kosztowne. Wiąże się je również z chorobami układu oddechowego i rakiem. W toku projektu HIPERCUT opracowano nową generację narzędzi przeznaczonych do obróbki maszynowej z dużymi prędkościami. Prace podjęte przez Tekniker skoncentrowane były na poprawie adhezji przez wykorzystanie wielu warstw azotku chromu (CrN) naprzemiennie z azotkiem glinowo-tytanowym (AlTiN) i przekładkami z azotku chromowo-glinowo-tytanowego (CrAlTiN). W badaniach ryskowych wyznaczono stopień adhezji powłok, stwierdzając, że obciążenie krytyczne wynosi 60N dla próbek TEK011 i około 80N dla próbek TEK012. W żadnym wypadku nie zaobserwowano rozszczepienia warstw ani łuszczenia się powłoki. Ponadto powłoka wykazała się doskonałą odpornością na utlenianie w przedziale temperatur od 700°C do 900°C. Twardość w odkształceniu plastycznym wyniosła około 50GPa w przypadku materiału wielowarstwowego, z uwzględnieniem odzyskiwania plastyczności. Moduł Younga, którego użyto jako wskaźnika sztywności, wyniósł 450GPa w przypadku odzyskania elastyczności w 66%. Badacze wybrali różne procesy wielowarstwowe oparte na AlTiN i AlTiN/CrN w celu zbadania niezawodności procedur powlekania na podstawie oceny przylegania, twardości i grubości. Następnie proces przystosowano do stosowania na skalę przemysłową w komorze osadzania fizycznego z fazy gazowej (PVD). W komorze PVD osadzana jest cienka warstwa materiału poprzez kondensację jego par na powierzchni podłoża. Naukowcy przy użyciu komory ustalili zróżnicowanie w składzie chemicznym, grubość każdej pojedynczej warstwy, całkowitą grubość oraz twardość.
