เครื่องมือเคลือบ
การเคลือบพื้นผิวถูกนำไปใช้กับพื้นผิวของเครื่องมือ (ใบมีด) ที่มีความเหนียวดี และชั้นบาง ๆ ของวัสดุที่มีความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอสูง และทนต่ออุณหภูมิสูง (เช่น TN, T; C เป็นต้น) เพื่อให้เครื่องตัด ( blade) มีประสิทธิภาพที่ครอบคลุมและดี
การพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการเคลือบทำให้มีการใช้เครื่องมือเคลือบอย่างแพร่หลาย ในปี 1969 Krupp ในเยอรมนีและ Sandvik ในสวีเดนประสบความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยีการเคลือบ CVD และแนะนำผลิตภัณฑ์เม็ดมีดคาร์ไบด์เคลือบ TC โดยวิธี CVD ออกสู่ตลาด ในช่วงต้นทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ 20 United States R. Runshan และ A. Raghuran พัฒนากระบวนการสะสมไอทางกายภาพ PVD และแนะนำผลิตภัณฑ์เครื่องมือตัดเหล็กความเร็วสูง PVD TN ออกสู่ตลาดในปี 1981 ในเวลานั้น การเคลือบ CVD อุณหภูมิกระบวนการอยู่ที่ประมาณ 1,000 องศา และส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการเคลือบพื้นผิวของเครื่องมือทังสเตนคาร์ไบด์ (ใบมีด) อุณหภูมิกระบวนการเคลือบ PVD คือ 500 องศาและต่ำกว่า 500 องศา ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการเคลือบพื้นผิวของเครื่องมือเหล็กความเร็วสูง ต่อมา เทคโนโลยีการเคลือบ CVD และ PVD พัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็ว และมีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านวัสดุเคลือบ อุปกรณ์และกระบวนการเคลือบ และการพัฒนาเทคโนโลยีการเคลือบวัสดุหลายชั้น เพื่อให้ประสิทธิภาพของเครื่องมือเคลือบ (ใบมีด) ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก ในอดีต เทคโนโลยีการเคลือบ PVD ใช้กับเครื่องมือเหล็กความเร็วสูงเป็นหลัก แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการเคลือบ PVD มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ทำให้สามารถนำไปใช้กับเครื่องมือคาร์ไบด์ (ใบมีด) ได้สำเร็จ ซึ่งคิดเป็นครึ่งหนึ่งของคาร์ไบด์ -เครื่องมือเคลือบ (ใบมีด) ปัจจุบันมีการใช้เครื่องมือเหล็กความเร็วสูงเคลือบและเครื่องมือเคลือบคาร์ไบด์ (ใบมีด) กันอย่างแพร่หลาย คิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 50% ของการใช้งานเครื่องมือทั้งหมด
1. การสะสมไอสารเคมี (CVD)
ในอดีต การเคลือบพื้นผิวเครื่องมือทังสเตนคาร์ไบด์ถูกเคลือบโดยใช้กระบวนการสะสมไอสารเคมีที่อุณหภูมิสูง (HTCVD) ในระบบการสะสมของความดันบรรยากาศหรือแรงดันลบ H, CH, N, TiCL, AICL, CO และก๊าซอื่น ๆ บริสุทธิ์จะถูกผสมเท่า ๆ กันตามองค์ประกอบของตะกอนตามอัตราส่วนที่แน่นอนแล้วเคลือบบนพื้นผิวของ ใบมีดคาร์ไบด์ซีเมนต์ที่มีอุณหภูมิที่แน่นอน (โดยทั่วไปคือ 1000~1,050 องศา ) นั่นคือ TC, TN, TCN, AL, O หรือการเคลือบคอมโพสิตจะถูกสะสมอยู่บนพื้นผิวของใบมีด จนถึงขณะนี้ HTCVD ยังคงเป็นวิธีกระบวนการที่ใช้มากที่สุด นอกเหนือจาก HTCVD แล้ว ยังมีกระบวนการตกตะกอนไอสารเคมีด้วยพลาสมา (PCVD) ซึ่งเป็นอีกวิธีหนึ่งในการเคลือบบนพื้นผิวของเครื่องมือซีเมนต์คาร์ไบด์ (ใบมีด) เนื่องจากกระบวนการเคลือบ อุณหภูมิต่ำ (700 ~ 800 องศา) ดังนั้นความแข็งแรงดัดของใบมีดจึงลดลง เนื่องจาก TC ใกล้เคียงกับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของวัสดุเมทริกซ์มากที่สุด จึงมักจะใช้ TC ชั้นบางๆ กับพื้นผิวของวัสดุพิมพ์ก่อน จากนั้นจึงใช้ TN, AL, 0 เช่น TC-TiNTiC-AL,O,TC- TiCN. ดีบุกและอื่น ๆ
ต่อมา ประเทศต่างๆ ได้พัฒนาการผสมผสานการเคลือบหลายชั้นที่แตกต่างกันหลากหลายรูปแบบ ซึ่งรวมถึง: TiCN-AL, O, TiCN-TC TN, TCN TC AL,O,,TICN ALO, ดีบุก,TICN TIC-AL,O, TIN,TICN AL,O,-TCNTiC-TICN-TIN, TN-TICN-TIN เป็นต้น จะเห็นได้ว่า TCN หรือ TN ถูกใช้เป็นชั้นฐานบ่อยขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากการปรับปรุงฐานคาร์ไบด์ เช่น เป็นโครงสร้างเกรเดียนต์ นอกจากนี้ ไม่ควรใช้การเคลือบ TN เพียงอย่างเดียว เนื่องจากความแข็งของ TiN ไม่ได้เพิ่มขึ้นมากนักเมื่อเทียบกับซีเมนต์คาร์ไบด์ และต้องใช้ TN ร่วมกับ TC, TiCN, AL,O ฯลฯ
2. การสะสมไอทางกายภาพ (PVD)
ในสมัยแรกๆ การเคลือบ PVD ล้วนแต่ใช้ "วิธีการระเหยแบบสุญญากาศ" ชั้นฟิล์มมักจะไม่สม่ำเสมอ และการผสมกับพื้นผิวไม่แข็งแรงเพียงพอ ต่อมาจึงใช้ "วิธีการสปัตเตอร์แมกนีตรอนแบบสุญญากาศ" และ "กระบวนการชุบพลาสมาแบบสุญญากาศ" และกระบวนการอื่นๆ ได้รับการพัฒนา และได้ผลดีมาก ปัจจุบันสองวิธีหลังส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการเคลือบพื้นผิวเครื่องมือ
ในช่วงปีแรกๆ การเคลือบ PVD ใช้สำหรับเครื่องมือเหล็กความเร็วสูงเท่านั้น และใช้ TN เป็นวัสดุเคลือบ ต่อมา มีการปรับปรุงกระบวนการเคลือบ มีการพัฒนาวัสดุเคลือบและการเคลือบหลายชั้นที่หลากหลาย และยังมีการใช้งานจำนวนมากกับเครื่องมือทังสเตนคาร์ไบด์ ผลการเคลือบดีขึ้นกว่าเดิมมาก วัสดุเคลือบ TN ยังคงใช้อยู่ และวัสดุเคลือบที่เกิดขึ้นใหม่คือ TAIN และ AITIN ซึ่งใช้ดีกว่า TiN
ยุโรปมีเทคโนโลยีการเคลือบ PVD ในระดับสูงสุด เหนือกว่าประเทศและภูมิภาคอื่นๆ ผู้ผลิตที่มีชื่อเสียง ได้แก่ 0erlkonBalzers, PVT Plasma Vacuum Technology ในเยอรมนี และ Unimerco ในเดนมาร์ก อุปกรณ์และเทคโนโลยีการเคลือบ PVD ของพวกเขาก้าวหน้าด้วยวัสดุเคลือบที่หลากหลาย และประสิทธิภาพที่ดีของมีดเคลือบและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ
