Технологии нанесения
упрочняющих покрытий

В основу создания вакуумного оборудования для реализации технологий вакуумного напыления упрочняющих покрытий, начиная с 1980 г., заложен цикл работ исследования поверхности при взаимодействии ионных потоков с поверхностью подложки, отработки конструкций технологических источников, блоков питания и управления, и других элементов вакуумных систем. В процессе данных работ исследованы физико-механические и химические свойства покрытий в зависимости от параметров технологического процесса, в частности:

• влияние ионной обработки, как ионами материала катода, так и ионами газа;
• температурные процессы, происходящие при формировании структур;
• структурно-фазовые превращения при получении покрытий.

В результате чего, были разработаны вакуумные технологии нанесения упрочняющих покрытий на различную подложку и создан ряд вакуумных установок.

Внедрение технологий по нанесению упрочняющих покрытий на обрабатывающий инструмент, оснастку, пресс-формы, штампы и т.п. позволяет в несколько раз увеличить ресурс изделий. Применение комбинированных технологических источников позволяет наносить твердые растворы, градиентные, однослойные, многослойные и алмазоподобные вакуумные покрытия, в том числе и на изделия в низком диапазоне температур.

На вакуумной усановке выше было получено покрытие премиум-класса ZrTiAlCr-нитрид —   PVD-покрытие для высокопроизводительного режущего и формующего инструмента, где важны износостойкость и термостойкость.

Основные свойства покрытия ZrTiAlCr:

Многокомпонентное упрочняющее вакуумное покрытие на основе циркония, титана, алюминия и хрома (ZrTiAlCr)N применяется:

1. Режущий инструмент:

• твердосплавные фрезы, сверла, пластины, развертки, метчики;
• особенно при обработке жаропрочных, нержавеющих, высокопрочных сталей.

2. Штамповая оснастка:

• пуансоны и матрицы для холодной вырубки, гибки, пробивки, вытяжки;
• штампы горячей/полугорячей штамповки, где важна термостойкость покрытия.

3. Прецизионные детали трения и направляющие:

• втулки, поршни, клапаны, горячие каналы.

Назначение на штамповом инструменте:

Преимущества такого покрытия для штампов:

• выдерживает повышенные нагрузки и давление (ударные нагрузки);
• снижает коэффициент трения, что уменьшает усилие выталкивания заготовки;
• предотвращает прихватывание и наклёпывание металла на рабочие поверхности;
• даёт прирост ресурса инструмента в 1,5–4 раза;
• работает по материалам: нержавеющая сталь, высокоуглеродистые, силовые, высокопрочные и легированные стали, никелевые сплавы, латунь, медь, Al-сплавы.

ZrTiAlCr лучше стандартных покрытий: