Karbidipinnoitteita

Karbidipinnoitteet ovat ohuita, erittäin kovia pintakerroksia, joita käytetään parantamaan kulutuskestävyyttä ja korkean lämpötilan kestävyyttä. Yleisimmät karbidiyhdisteet ovat tungsten-karbidi (WC), titaani-karbidi (TiC) sekä kromi-karbidit (Cr3C2). Monipuoliset, usein monikerroksiset tai sekoitetut koostumukset, kuten TiAlN tai AlCrN, tarjoavat lisäksi matalan kitkan ja paremman lämpötilankeston.

Pinnoitteet asennetaan tyypillisesti kemiallisella höyrykasvulla (CVD) tai fysikaalisella höyrykasvulla (PVD). Näillä prosesseilla voidaan muodostaa tiiviit kerrokset, joiden paksuus on muutamasta mikrometristä kymmeniin mikrometreihin. Monikerroksiset järjestelmät voivat sisältää useita karbidikerroksia sekä metallijohdannaisia kerroksia, mikä parantaa tarttumista ja käyttöikää. Yleisimmät yhdistelmät ovat TiN-, TiAlN- ja CrN-pinnoitteet sekä näiden monikerroksiset variantit.

Ominaisuudet ja suorituskyky: Karbidipinnoitteet tarjoavat korkeaa kovuutta, erinomaista kulutuskestävyyttä ja hyvän lämpötilakestävyyden, mikä mahdollistaa suuremmat leikkuunopeudet sekä pidemmän käyttöiän työkaluissa ja muoteissa. Ne voivat myös pienentää kitkaa ja siten lämmöntuottoa.

Sovellukset: Yleisimpiä kohteita ovat leikkuutyökalut (terät, insertit, porat ja jyrsimet) sekä muottien pinnoitteet muovien ja metallien valmistuksessa. Valinta riippuu alustan materiaalista ja käyttölämpötilasta; väärin valittu pinnoite voi irrota erilaisten jännitysten ja lämpötilavaihteluiden vuoksi.

Haasteet ja kehitys: Kustannukset sekä pinnoitteen haurastuvuus sekä mahdollinen irtoaminen. Tutkimus suuntautuu parempiin tarttumiskykyihin, suurempaan lämpötilankestävyyteen ja ympäristöystävällisempiin valmistusmenetelmiin.