Inovační skok v technologii povlakování

Další generace nástrojových tříd: Tiger•tec^® Gold

Firma Walter AG uskutečnila ve svém odvětví pozoruhodný technologický skok. Jako jeden z prvních na světě představuje tento odborník na obrábění novou technologickou platformupro povlakované vyměnitelné břitové destičky na bázi CVD - titanaluminiumnitridu (TiAlN):Tiger·tec^® Gold. Na rozdíl od dosavadního, v odvětví běžného řezného materiálu, nabízí Tiger•tec^®Gold výrazně vylepšené vlastnosti vrstvy. A tím i podstatně vyšší životnost, větší spolehlivost a zvýšenou produktivitu. Walter představil Tiger·tec^® Gold poprvé veřejnosti na zářijovémveletrhu AMB ve Stuttgartu.

Dlouholetá celosvětová jednota: již dobrých 20 let pracuje odvětví obrábění s povlaky CVD na bázi oxidu hlinitého (Al₂O₃). Vlastnosti těchto povlaků byly sice neustále zlepšovány, ale vývojáři mezitím narazili na jejich hranice. Technologické možnosti další optimalizace tříd oxidu hlinitého jsou maximálně vyčerpány.
To je pro specialisty firmy Walter dostatečným důvodem, aby se pustili do vývoje nové generace tříd pro povlakování břitových destiček. Výsledek: Tiger•tec^® Gold – zcela nová technologická platforma na bázi titanaluminiumnitridu (TiAlN). Povlakování přesvědčuje mimo jiné vysokou tvrdostí a vnitřním pnutím pod tlakem, je obzvlášť vhodné pro frézování ocelových a litinových materiálů se středními až vysokými řeznými rychlostmi. Vyšš í životnost o zhruba 80 % Vývojáři společnosti Walter již nějaký čas používají novou třídu WKP35G Tiger•tec^® Gold ve speciálních aplikacích. Jörg Drobniewski, vedoucí vývoje řezných materiálů Walter AG, říká, že od jara proběhlo zhruba 50 rozsáhlých testů se zákaznickými aplikacemi. Přitom vývojáři zaznamenali výrazně lepší vlastnosti vrstvy: vyměnitelné břitové destičky s povlakem Tiger•tec^® Gold WKP35G se vyznačují výrazně vyšší odolností hřbetů proti opotřebení, omezenou tvorbou hřebenových trhlin a vyšší odolností proti plastické deformaci. Ale především: praktické testy prokázaly v průměru o zhruba
80 % vyšší životnost.
K tomuto inovačnímu skoku nedošlo samozřejmě náhodou. Zásadním cílem inženýrů ve firmě Walter bylo vytvořit novou generaci řezných materiálů, která by byla výrazně odolnější proti opotřebení a současně spolehlivá. Řešení spočívá v materiálu TiAlN s podstatně vyšším podílem hliníku, který dosavadní hodnoty výrazně přesahuje o 85 %.
Aby toho bylo možné dosáhnout, vyvinuli ve společnosti Walter zcela nový proces: technologie ULP CVD.
V kombinaci nízkotlakého procesu (Ultra Low Pressure, ULP) a chemické separace plynné fáze (Chemical Vapour Deposition, CVD) se tübingenským vývojářům podařilo separovat materiál TiAlN – základ výroby nových tříd.

OTEVŘENÉ DVEŘE K NOVÝM ŘEZNÝM MATERIÁLŮM

Jörg Drobniewski: „Při vývoji Tiger•tec^® Gold jsme vědomě opomíjeli současné prvky povlakování. Opouštíme tak dosavadní terén a zavádíme zcela novou technologickou platformu. Jsme přesvědčeni, že jsme tak otevřeli dveře k novým řezným materiálům pro obrábění se slinutým karbidem.“ Kromě TiAlN, jako hlavní vrstvy, je v nové třídě WKP35G použit titannitrid (TiN). Jeho zlatá barva dala také nové technologii povlakování Walter název. TiN se nanáší jednak pro napojení karbidového základního substrátu a hlavní vrstvy TiAlN, jednak jako horní vrstva nad hlavní vrstvou. „Zlatá barva má zde požadovaný vedlejší efekt, tzn. že lze opotřebení rozeznat podstatně snáze než dosud,“ vysvětluje Wolfgang Vötsch, hlavní produktový manažer pro frézování ve firmě Walter. Tím je zajištěno optimální využití řezného materiálu, již nebudou vyhazovány žádné nevyužité řezné hrany. Vrchní vrstva TiN je texturovaná. Vyměnitelné břitové destičky s povlakem Tiger•tec^® Gold jsou tak mimořádně vhodné i k obrábění litiny. Omezení tvorby hřebenových trhlin Kromě podstatně vyšší odolnosti hřbetů proti opotřebení a zlepšené odolnosti proti plastické deformaci, které jsou dány především tvrdším povrchem, se firmě Walter podařilo tímto novým výrobním postupem dosáhnout dalšího vylepšení: omezení tvorby hřebenových trhlin. Jörg Drobniewski: „V odvětví jsou dosud běžné tahově předpjaté vrstvy CVD. Naše vrstva TiAlN je první vrstvou vyrobenou postupem CVD, která je tlakově předpjatá. Tím výrazně minimalizujeme tvorbu hřebenových trhlin a řezná hrana zůstává déle nedotčená, což je předpokladem vysoké životnosti.“
Že nová technologie povlakování přinese do odvětví rozruch, o tom je vedoucí vývoje řezných materiálů přesvědčen. A to tím více, že všechny praktické testy s uživateli v automobilovém průmyslu, energetickém odvětví a ve všeobecném strojírenství potvrdily vysoká očekávání jeho týmu. „Testovali jsme velmi mnoho různých scénářů – s řeznými rychlostmi od 120 do 320 m/min a obrobky z různých ocelových a litinových tříd. Výsledky byly ve všech podstatných parametrech přesvědčivé.“
Výhody Tiger•tec^® Gold pro uživatele lze shrnout do čtyř bodů:
» výrazně vyšší životnost – v průměru o 80 %
» vyšší spolehlivost
» zvýšená produktivita
» optimální zjišťování opotřebení.
Nová generace povlakování Walter nabídne na úvod třídu Tiger•tec^® Gold WKP35G pro frézování ocelových
a litinových materiálů. Další třídy budou následovat. Začátkem roku 2017 uvede tento odborník na obráběcí nástroje na trh první řadu standardních vyměnitelných břitových destiček s povlakem Tiger•tec^® Gold.

Walter vyhrál MM Award za Inovaci Nová technologie povlakování Tiger•tec® Gold vyhrála MM Award v kategorii Nástroje na veletrhu AMB 2016 S novou technologií povlakování Tiger•tec® Gold si Walter vysloužil místo na pódiu při ceremoniálu předávání MM Award. Nový zlatě zbarvený povlak Tiger•tec® Gold s jedinečnou vrstvou titanium aluminium nitride (TiAlN) nabízí výrazné zlepšení ve vlastnostech povlaku – a díky tomu lepší životnost nástroje, produktivitu i procesní spolehlivost. Speciální metoda povlakování známá jako ultra-low pressure method (ULP-CVD) zajišťuje precizní detekci opotřebení, omezení tvorby hřebenových trhlin. Nabízí také vyšší odolnost vůči plastické deformaci. Četné praktické testy prokazují nárůst v životnosti nástroje až o 200% ve specifických aplikacích. Jörg Drobniewski, vedoucí vývoje obráběcích materiálů, a Dr. Dirk Stiens, vedoucí vývoje CVD povlakování, převzali prestižní ocenění pro Walter AG. „Velmi si vážíme této ceny. Nový povlak jsme poprvé představili na letošním AMB. V návaznosti na Tiger•tec® a Tiger•tec® Silver jsme nyní dosáhli dalšího inovativního skoku nástupcem Tiger•tec® Gold. Znovu se nám podařilo dokázat, že vyvíjíme převratné technologie, které nabízejí odpovědi na rostoucí požadavky trhu,“ vysvětluje Drobniewski. Průmyslový magazín MM MaschinenMarkt uděloval ocenění v několika kategoriích na veletrhu AMB již potřetí. Oceněni byli nejvíce inovativní vystavovatelé v oboru obrábění kovů.

www.tigertec-gold.walter
Foto: Walter AG