Сталь с черным pvd покрытием

Обновлено: 11.05.2024

Про то, что черный — это самый главный цвет в современной моде, лишний раз говорить не надо. На волне этой моды все большую популярность завоевывают и часы, отличающиеся беспросветной макабрической палитрой. Но так ли они красивы и функциональны в повседневной жизни? «Часовые Гамлеты» — тема теста этого номера.

Полностью черные часы — то есть прежде всего с черным корпусом и стрелками, которые подчеркивают мрак циферблата, появились совсем недавно. Пионером стала компания Rado, создавшая корпус из керамики и тем самым открывшая дорогу в часовую индустрию радикальному цвету. Ясное дело, что изначально такие часы были весьма дороги в производстве и поэтому прочно ассоциировались с категорией люкс: и сегодня часы из цельной керамики, прессованного карбона или черного алмаза являются в первую очередь роскошным аксессуаром, успешно конкурирующим с золото-бриллиантовыми моделями.
Но настоящую массовую популярность черные часы завоевали тогда, когда появились более доступные технологии покрытия, позволяющие придать равномерный черный блеск (или, наоборот, глубокий матовый цвет без бликов) любой поверхности. Более того, оказалось, что современные техники покрытия PVD (Physical Vapour Deposition), где частички материала не наносятся на металл, а буквально вбиваются в его атомарную структуру, в отличие от устаревшей техники гальванического покрытия не только делают корпус более стильным и внушительным, но и защищают его от внешних повреждений, позволяя дольше сохранять презентабельный вид.
В последние пару лет часовую индустрию весьма взбодрило появление модной технологии DLC (Diamond Like Coating, то есть алмазоподобное покрытие), заимствованное из производства режущих инструментов. DLC наносится на металл вакуумным конденсатором, но в отличие от классического черного PVD, основой которого является оксид хрома или карбид титана, в DLC поверхность металла защищает особая пленка из углерода, по характеристикам прочности сравнимого со своим ближайшим родственником — алмазом. Не удивительно, что сверхпопулярность PVD— и DLC-покрытий, а также керамики и каучука привела к господству черного цвета и в часовой моде. Ни один уважающий себя бренд за последние два года не обошелся без презентации хотя бы одной модели, в названии которой не присутствовали бы производные от прилагательного «черный»: Black, All-Black, Full-Black и так далее. Это касается не только люксовых брендов, но и производителей вполне бюджетных коллекций часов на каждый день. Именно такого типа часы мы и отобрали для нашего теста. Чтобы понять, насколько увеличение цены за счет престижного черного покрытия может быть оправдано с позиции зрелищности, функциональности и надежности.
Чтобы ничто не мешало экспертам оценить «магию черного», модели были выбраны со схожими механизмами, одного размера, веса и стиля.

Hamilton RailRoad Chronograph

Прошедший год компания Hamilton посвятила анализу собственного богатого наследия. Одной из наиболее ярких премьер стала коллекция RailRoad, вдохновение для которой дизайнеры Hamilton нашли в карманных хронографах конца XIX века, выпущенных американской мануфактурой для служащих железной дороги.

Арабские цифры, четкая шкала разметки (напоминающая шпалы), характерное расположение счетчиков хронографа один над другим — эти аутентичные черты классической модели Hamilton предстали в современном воплощении. Художники марки добавили также черты чуть более позднего периода — 30-х годов XX века: увеличивающую линзу над окошком даты и шкалу тахометра, необычно расположенную в центре циферблата.

Модель оснащена калибром Valgranges A07-211, который по надежности и точности может конкурировать со знаменитым Valjoux 7750, но разработан специально для корпусов крупного диаметра. Сам корпус, защищенный сапфировым стеклом, покрыт стильным черным PVD.

Ref: H40686335 Корпус: 46 мм, из стали, сапфировое стекло и задняя крышка, WR 100 метров
Механизм: автоматический хронограф калибра Valgranges A07-211, запас хода 42 часа Макс. суточный ход*: 8,0 сек/сутки
Мин. амплитуда баланса*: 274о
Изохронная/позиционная погрешность*: 9,0/6,0 сек/сутки
Цена: 77 400 руб.
Где купить: ТЦ Мега-Белая Дача, Московская область, 14-й км МКАД, Люберецкий район, г. Котельники, 1-й Покровский проезд, д. 5

Андрей Бабанин:
Я бы отметил высокое качество корпуса и черного покрытия, удобные кнопки, высокую водонепроницаемость, удобный и качественный ремешок».

Maurice Lacroix Pontos Chronographe Rectangulaire Full Black

В последние годы визитной карточкой мануфактуры Maurcie Lacroix стала коллекция Pontos, которая, хоть и использует основы швейцарских часовых традиций, скорее бросает вызов этим канонам. На примере этой модели хорошо видно, что классический хронограф с датой на основе калибра Valjoux 7750 может предстать в виде необычного футуристического аксессуара.

Единственный цвет в этих часах — черный, контраст обеспечивается за счет рельефных поверхностей циферблата и люминесцентной краски, покрывающей метки и кончики стрелок. Матовый корпус и бархатный циферблат позволяют продемонстрировать богатство оттенков черного цвета, сочетающего в себе всю палитру, воспринимаемую человеческим глазом.

Нестандартные дизайнерские решения подчеркивают детали: игра рельефов и форм минутного и часового счетчика и дополнительного циферблата с маленькой секундной стрелкой, а также закругленные грани футуристического шрифта, использованного для названия бренда. Глубокий черный цвет и прочность корпуса обеспечивает инновационное керамическое покрытие.

Ref: PT6197-SS001-331
Корпус: 38,21х42,85 мм, из стали, с черным керамическим покрытием пескоструйной техникой, сапфировое стекло и задняя крышка, WR 50 метров
Механизм: автоматический хронограф калибра ML112 на базе ETA/Valjoux 7750, запас хода 42 часа
Макс. суточный ход*: 5,0 сек/сутки
Мин. амплитуда баланса*: 269о
Изохронная/позиционная погрешность*: 13,0/6,0 сек/сутки
Цена: 6 175 CHF
Где купить: бутик Sublime bу Bosco, ГУМ, Красная площадь, д.3

Михаил Гончаров:
Покрытие черной керамикой выглядит очень выигрышно, к тому же при наличии углов на корпусе оно позволит часам дольше сохранять презентабельный вид».

Oris TT3 Chronograph Black

ТТ3, модели третьего поколения знаменитой гоночной серии, созданные в 2008 году в честь 30-летия знаменитой команды «Формулы-1» Williams, — практически идеальные гоночные часы.

В часах необходимую водонепроницаемость гарантирует особая кончтрукция. Она дополнительно защищена запатентованным мастерами Oris устройством Quick Lock, которое позволяет зафиксировать ее в герметичном положении. Фактурный циферблат выполнен из карбона, а счетчики хронографа похожи на «колодцы» приборной доски гоночного болида: те же стрелки с люминесцентными кончиками и предельно функциональная разметка. Часы оснащены надежным «мотором» — калибром Valjoux 7750, доработанным в ателье Oris.

Ref: 674 7611 7764 RS
Корпус: 41 мм, из титана, черное покрытие PVD, завинчивающаяся задняя крышка, сапфировое стекло, WR 100 метров
Механизм: автоматический хронограф калибра Oris 674, на базе ETA/Valjoux 7750, запас хода 42 часа
Макс. суточный ход*: 12,0 сек/сутки
Мин. амплитуда баланса*: 264о
Изохронная/позиционная погрешность*: 8,0/8,0 сек/сутки
Цена: 136 000 руб.
Где купить: Магазин «ЛеЛокль», ТЦ «5 Авеню», ул. Маршала Бирюзова, д.32

Дмитрий Гуржий:
Черный цвет здесь подан наиболее удачно в первую очередь благодаря карбоновой структуре циферблата, на котором четко видны и метки, и счетчики».

Наши эксперты:

Михаил Гончаров, коллекционер

Мне импонирует классический круглый корпус в стиле карманных часов и особенно увеличительное стекло над окошком даты — это очень стильный штрих, придающий модели шарм престижных часов. Но, с другой стороны, общее впечатление от часов не слишком выразительное, разметка теряется на фоне крупных белых обводов счетчиков. В целом среди моделей Hamilton встречаются и более яркие, узнаваемые и практичные модели. Но есть и решающий плюс: это самая выгодная цена за черную модель с хорошим хронографом.
ОЦЕНКА: 8 баллов

Здесь в первую очередь обращает на себя внимание необычный прямоугольный корпус, который неожиданно сочетается с ярко очерченным кругом циферблата, и, надо сказать, что с такой сложной задачей Maurice Lacroix справился отлично: часы удобные, читабельные выполнены с большим вкусом. Также я бы отметил, что корпус очень удобно сидит на руке, даже на крупной. Стекло идеально интегрировано в корпус, циферблат не перегружен. Выигрышно смотрится дорогое керамическое покрытие. Но для такой явно дизайнерской модели «на любителя» цена, на мой взгляд, высока.
ОЦЕНКА: 9 баллов

Все преимущества серии ТТ3 тут присутствуют, в первую очередь знаменитый корпус в форме болида, который прославил эту коллекцию. Среди представленных черных часов здесь применено самое удачное решение: карбоновый циферблат. Его структура позволяет «играть» с черным цветом, делать циферблат объемным и читаемым. Еще одна отличная находка: отсутствие самого счетчика боковой секундной стрелки, это разгружает циферблат. Но я бы хотел отметить, что эта модель не новая, да и сама коллекция уже стала серийной и отлаженной, так что цена в свете политики Oris — хорошие часы до 3 000 франков — здесь выглядит слишком высокой.
ОЦЕНКА: 9 баллов

Дмитрий Гуржий, основатель и креативный директор марки Gourji

С одной стороны, сразу хочется похвалить эти часы за простоту и классичность, но тут же замечаешь, что в них не так все просто. Каждый элемент по отдельности — очень интересен и выполнен на высоком уровне, но как-то они друг с другом плохо сочетаются. Например, тут и счетчики хронографа, и дата с линзой, и какие-то непонятные радиусы в центре циферблата, а над всем этим нависает логотип Hamilton, нанесенный прямо на стекло. Нет цельности замысла — если у дизайнеров и была задача воссоздать стиль железнодорожных часов начала прошлого века, то они явно увлеклись и добавили много лишнего.
ОЦЕНКА: 5 баллов

В принципе, эти часы выглядят очень ровно и взвешенно, но, с дизайнерской точки зрения, я не вижу здесь харизмы и узнаваемости бренда. Я бы назвал эти часы «несексуальными», хотя явно и черный цвет, и выбор материалов, и обтекаемая форма корпуса призваны создать как раз обратное впечатление. У Maurice Lacroix есть масса интересных дизайнерских находок, в том числе и в коллекции Pontos — почему же здесь они их не использовали? Но я повторю: здесь стиль и оформление выдержаны на высоком профессиональном уровне, это очень красивая и взвешенная модель.
ОЦЕНКА: 6 баллов

Вот тут я вижу и совпадение замысла, и совпадение узнаваемости бренда и стиля конкретной коллекции. Поклонники гоночного стиля Oris тут же узнают знакомые черты, и в то же время черный цвет здесь подан наиболее удачно: в первую очередь благодаря карбоновой структуре циферблата, на которой четко видны и метки, и счетчики, и белые светящиеся точки на стрелках. Правда, немного теряется сам логотип марки, на мой взгляд, это недочет, но он, как я уже сказал, компенсируется общей узнаваемостью модели. Ну и вызывает недоумение каучуковый браслет — он явно недоработан по стилю, как будто не от этой серии.
ОЦЕНКА: 7 баллов

Андрей Бабанин, часовой мастер, реставратор, директор сервисного центра «Точный ход»

Среди достоинств этой модели я бы отметил высокое качество корпуса и черного покрытия, удобные кнопки, высокую водонепроницаемость, удобный и качественный ремешок. Как ни странно, линза над окошком даты, которая сразу привлекает внимание, на самом деле мешает — показания можно четко увидеть только в строго вертикальном положении. Также доработка калибра Valgrange довольно незначительна, баланс не глюцидуровый, но сам по себе механизм весьма надежен, так что это не плюс и не минус, а скорее оправдание доступной цены хронографа.
ОЦЕНКА: 5 баллов

У этой модели самое высокое качество обработки калибра Valjoux из всех представленных, достойная гравировка «женевскими волнами», полировка мостов — такие часы смело можно демонстрировать ценителям красивой механики. Также я бы отметил при полностью черном оформлении на удивление хорошо читаемый циферблат и стрелки, практичный и удобный ремешок. К недостаткам часов такого уровня я бы отнес отсутсвие глюцидурового баланса. И еще у меня вызывает некоторые вопросы надежность покрытия, пока что его срок службы не подтвержден временем.
ОЦЕНКА: 8 баллов

Здесь такой же калибр, как и в прочих моделях, и также не глюцидуровый баланс, поэтому я бы во главу угла поставил удобство при носке этого хронографа: качественная застежка с фиксатором, удобное гибкое крепление ремешка позволяет носить часы даже на небольшом запястье, хорошая водозащита, оригинальная система фиксации головки, хорошо читаемые стрелки позволяют быстро узнавать показания времени. Правда, в этой модели больше всех проигрывает именно хронограф, им как раз пользоваться неудобно. Кроме того, для гоночных часов неплохо было бы закрыть головку боковой защитой на корпусе.
ОЦЕНКА: 5 баллов

PVD-покрытие на часах и не только

Часы, в которых корпус или ремешок изготовлены из металла, такого как нержавеющая сталь или титан, достаточно прочные. Но они не защищены от царапин и коррозии настолько, насколько бы хотелось покупателю. Чтобы улучшить внешний вид аксессуара и сделать его более долговечными, бренды наносят PVD-покрытие. Расскажем особенности технологии, что поможет выяснить, зачем она нужна.

Содержание

История ПВД покрытия

PVD покрытие расшифровывается как Physical vapor deposition. В переводе аббревиатура означает «напыление конденсацией из паровой (газовой) фазы» или просто вакуумное напыление. Это метод напыления, при котором изделие покрывают металлом большой твердости. Технология выгодна для разных сфер, включая аэрокосмическую и авиационную промышленность. Она подходит для медицинских изделий, режущих инструментов и даже деталей гоночных болидов. Напыление также используют для придания аксессуарам внешней привлекательности, в том числе для часов.

ПВД-покрытие наилучшим образом «прилипает» к хромированным материалам. Оно может наноситься непосредственно на нержавеющую сталь и титановые металлы. Процесс считается экологически безвредным, так как он исключает любые химические реакции.

По некоторым источникам впервые явление было описано в книге «Vapor Deposition» 1966 года. Однако процессы были изобретены гораздо раньше. История ПВД тесно связана с развитием вакуумных технологий, открытием электричества, магнетизма и пониманием газовой химии. Лишь к 1990-м годам покрытие стали использовать в качестве декоративного украшения часов.

Нанесение PVD покрытий

Покрытие по своей природе очень тонкое, от 0,25 до 5 мкм. Это напыление образует на поверхности защитную пленку. Твердость материала близка к сапфиру. PVD покрытие применяется в основном для улучшения красоты и технических характеристик часов. Другими словами, этот тончайший слой не только защищает аксессуар от ржавчины и износа, но и придает ему более элегантный вид. Напыление используют такие бренды, как Casio, Rolex, Victorinox (промокод на скидку 10% – STONE), Tag Heuer, Piaget Altiplano, Shinola, Omega и многие другие.

Для покрытия применяются металлы: цирконий, титан, хром, титан-алюминиевые сплавы и ниобий. В результате можно добиться определенного цвета. Это могут быть латунные и золотые тона, черный, серый, хром, медь и бронза, причем как полированные гладкие, так и матовые варианты.

Сегодня очень популярно покрытие, которое называется DLC (Diamond like Carbon). Оно также наносится по методу ПВД. Свойства углеродного покрытия всегда зависят от того, кто его изготавливает или применяет, но обычно оно состоит из комбинации углерода, титана и азота, что, как видно из его названия, повышает долговечность часов до уровня бриллиантов. К слову, именно оно установлено в часах Apple Watch 4 Space Black, в то время как у модели Gold идет стандартное ПВД-покрытие.

Улучшенный привлекательный внешний вид;
Возможность создания матовой и полированной поверхности;
Подходит для крошечных, сложных деталей, таких как медицинские приборы, часы и инструменты;
Максимально тонкое покрытие;
Устойчиво к повреждениям, вызванным солью и другими агрессивными веществами;
Устойчиво к царапинам и коррозии;
Процесс нанесения покрытия полностью экологичен.

PVD покрытие золотом

Истинные коллекционеры часов предпочитают аксессуары, изготовленные из золота. В одиночестве оно слишком мягкое и деформируется при ежедневном ношении. При этом, конечно же, драгоценный металл очень дорогой. Более бюджетный вариант – позолоченное покрытие. Оно часто делается для того, чтобы придать изделию вид настоящего золота за меньшую стоимость. Но такой вариант также не обеспечивает долговечность.

Чтобы получить роскошные часы по приемлемой цене, но с золотыми оттенками, производители используют ПВД-покрытие. Цирконий является популярным металлом для этой цели, так как может выглядеть точно так же, как золото, если состав будет правильным. То же самое можно сказать про нитрид титана.

Несмотря на возможность полностью заменить золото в часах, некоторые производители предпочитают не отказываться от дорогостоящего материала. Они наносят PVD покрытие золотом – тонкий слой металла, который измеряется в микронах, приблизительно от 0,15 до 0,30 мкм. Хотя современные процессы намного лучше, чем 50 лет назад, покрытие все равно изнашивается. Чем чаще носить такие часы, тереть или царапать их, тем быстрее поверхность станет более светлой и, в конце концов, сталь начнет выглядывать сквозь него. Поэтому подобные золотые аксессуары не рекомендуется носить как повседневные.

PVD-покрытие на браслете

Подводя итоги, хочется отметить, что ПВД-покрытие – вещь нужная и полезная. Оно защищает от внешних воздействий, придает металлу лучший цвет и блеск. К тому же, если это серебристый оттенок, то со временем изменения во внешнем виде будут практически незаметны.

Типы покрытий на корпусе часов Garmin

Стоимость продукции Garmin зависит не только от года выпуска и функциональности устройств. Немаловажную роль играют типы покрытий на корпусе часов.

Производитель предлагает три варианта материала: PVD, IP, DLC.

5% скидка Для читателей нашего блога
скидка 5% на весь
ассортимент Ваш промокод: BLOG Смотреть все часы

Physical vapor deposition, или PVD

Название этого покрытия буквально переводится как «физическое осаждение из паровой фазы». Причина популярности метода PVD — самая доступная стоимость и минимально возможное увеличение веса изделия, в то же время такой способ значительно увеличивает долговечность и надежность предмета. Покрытие этого типа можно узнать по внешнему виду часов: они приобретают глубокий матовый цвет, поверхность корпуса не создает бликов при ярком освещении.

Впервые подобное покрытие было нанесено на металлический предмет еще в середине 1830-х годов. Метод был изобретен известным английским ученым Майклом Фарадеем. В середине 1960-х технологию начали применять для обработки корпусов часов, автомобильных дисков, медицинских инструментов, деталей холодного и огнестрельного оружия.

Материал покрытия (это может быть металл или полимер) наносится на корпус устройств, осаждаясь (конденсируясь) на его поверхности из паровой взвеси. Процесс протекает при температуре +150…+500℃ в условиях вакуума. В часовой промышленности в качестве покрывающего вещества чаще всего используется металл — цирконий, хром или титан в формате оксидов или карбидов.

Алгоритм получения покрытия PVD следующий:

в вакууме специальным оборудованием создается пар со взвесью из микрочастиц нужного вещества;
корпус часов обрабатывается паром при высокой температуре;
пар оседает на корпусе, при этом капельки влаги моментально испаряются, а металл или полимер остается на поверхности, образуя тончайшую (толщина — всего 5 микрон), но прочную пленку.

На этом обработка считается законченной. Никаких дополнительных операций проводить не приходится.

Нержавеющая сталь с PVD-покрытием служит без потери своего первоначального привлекательного вида не менее 10 лет даже при интенсивной эксплуатации предмета из этого металла.

Добавление в металлический пар специальных пигментов позволяет придавать корпусам часов разные оттенки. Они могут быть черными, серыми (стальными), желтыми (золотыми), бронзовыми, розовыми, синими.

Однако окрашивание делает часовую продукцию более дорогой, потому бюджетные модели Garmin с покрытием ПВД обычно черные или серые.

Часы с ПВД-покрытием обладают целым рядом достоинств. Они:

устойчивы к истиранию;
стойки к появлению сколов, царапин и других подобных дефектов;
отлично защищены от появления и разрастания очагов ржавчины;
могут использоваться во влажной среде, включая полное погружение в воду, в том числе морскую.

Также среди преимуществ технологии — ее достаточная экологичность: метод безопасен для окружающей среды. Кроме того, отсутствует химическая составляющая процесса — он протекает исключительно по законам физики.

Яркие представители часов Garmin с PVD-покрытием — модели Vivomove Luxe в оттенках «классическое золото» и «розовое золото». В качестве основы ПВД производитель применил титановый сплав. PVD-покрытием насыщенного графитового, почти черного цвета оснащены часы Garmin Fenix 5X Sapphire.

Ion plating, или IP

Технология Ion plating («Ионное покрытие») напоминает паровой метод, но это его усовершенствованная версия. Ключевое отличие IP от PVD — наличие у первого варианта дополнительного слоя в структуре между основным металлом и титановым наружным покрытием, которое в этом случае значительно тоньше: всего 1–2 микрона.

Процесс напоминает собой технологию Physical vapor deposition, но частицы вещества (это преимущественно титан) наносятся на обрабатываемую поверхность с гораздо более высокой интенсивностью — скоростью и силой. Из-за этой особенности технологию также часто называют «ионной бомбардировкой». Долговечность корпусов часов с покрытием IP — 10–15 лет.

Такая обработка значительно повышает невосприимчивость изделия к ржавлению и механическим повреждениям. Как и PVD, ионная технология тоже позволяет окрашивать поверхность часов в любой нужный оттенок. Чаще всего производитель использует все оттенки золота (белое, традиционное желтое, розовое золото), не менее популярны серые и черные варианты.

Одна из модификаций часов «Феникс» пятого поколения — базовая модель Garmin Fenix 5 — обладает покрытием IP. Оно имеет черный или серый цвет и нанесено только на безель прибора, в то время как задняя стенка защищена по технологии PVD.

Diamond-like-carbon, или DLC

Это самое эффектное и долговечное покрытие часовых корпусов, но не каждому покупателю известно, что такое DLC в часах Garmin. Название этого метода переводится как «углерод со свойствами алмаза». Оно же представлено в перечне технических характеристик часовой продукции как «карбоновое покрытие корпуса».

Специальное устройство — вакуумный конденсатор — подает на корпус часов особое вещество. Его молекулы углерода распадаются и образуют на предмете тонкую пленку, прочность которой сопоставима с аналогичным показателем алмаза.

Такая обработка делает корпус:

устойчивым к самым сильным повреждениям;
химически инертным и невосприимчивым к кислотам, щелочам, растворителям, жирам;
стойким к статическому электричеству.

Покрытие DLC способно продлить срок службы корпуса часов до 75–85 лет.

Премиальная модель Garmin Tactix Delta имеет два вида покрытия металлических элементов корпуса: DLC на безеле и PVD на задней крышке, оба — черного цвета. А в часах Garmin Fenix 6 PRO Sapphire все элементы корпуса защищены карбоном.

Выводы

Какое покрытие корпуса часов Garmin выбрать — решает покупатель. Стоит ориентироваться на долговечность, стойкость к неблагоприятным внешним факторам и привлекательность. Также немаловажным фактором при выборе модели является стоимость: часы с PVD-покрытием относятся к бюджетной продукции, с DLC-покрытием — самые дорогие, а с IP-покрытием — промежуточный по цене вариант.

Износостойкое покрытие инструмента PVD и CVD

На протяжении всей история развития инструментального производства стояла задача повышения износостойкости и скорости металлообработки, а как следствие снижение себестоимости продукции.

Особенно остро задача повышения стойкости инструмента, встала в связи с появлением новых видов материалов высокопрочных жаростойких сплавов, композитных материалов.

Одним из путей решения задачи повышения стойкости твёрдосплавных фрез и свёрл (металлорежущего инструмента) является нанесение упрочняющего слоя на уже готовые свёрла, фрезы и пластины.

Основные свойства покрытий

В наши дни для увеличения износостойкости режущего инструмента, деталей машин, зуборезного инструмента, твёрдосплавных свёрл и фрез применяются высокотехнологичные покрытия. Они обеспечивают устойчивость инструментов к воздействию таких факторов как:

Быстрому износу (износостойкость);
Силы трения (антифрикционность);
Высокой температуре (термостойкость);
Коррозии (коррозийностойкость);
Уменьшают адгезию (антиадгезионность).

Увеличение прочности и стойкости концевой фрезы – это не единственное достоинство покрытий. Применение осевого режущего инструмента с износостойким покрытием представляет для производственных предприятий следующие выгоды:

Сокращение производственного цикла;
Рост производительности предприятия;
Уменьшение себестоимости продукции;
Увеличение чистой прибыли компании;
Освобождение ресурсов.

Области применения

Применение нано-композитных покрытий нашло широкое применение во многих отраслях промышленности.

Режущий инструмент для металла, дерева, бумаги, пластмасс, композиционных материалов;
Детали машин, испытывающие трение и износ;
Зуборезный инструмент: модульные дисковые фрезы, червячные фрезы, резцы для зуборезных головок;
Формообразующие штампы и пресс-формы;
Литьевые формы для сплавов цветных металлов, алюминия, пластмасс и резины.

Покрытие CVD

С начала использования твёрдосплавного инструмента производители увеличивали износостойкость и прочность путём добавления в состав металла небольшое количество карбида титана (TiC). Данный сплав давал ожидаемый результат, но ценой уменьшения прочности и увеличения хрупкости инструмента. В какой-то момент повышение концентрации TiC в сплаве становилась настолько высокой, что эффект становился обратным и инструмент становился менее стойким и более хрупким.

В 1970 году проблема хрупкости твёрдосплавного инструмента была решена путём создания тонкой плёнки TiC на поверхностях и режущих кромках инструмента что позволило, не изменяя внутренней структуры твёрдого сплава повысить стойкость и скорость обработки. Дальнейшее развитием этой идеи стало применение в качестве материала покрытия нитрида титана (TiN) и оксида алюминия (Al2O3).

Основные свойства указанных покрытий:

Карбид титана TiC – повышает износостойкость твёрдосплавного инструмента и предотвращает образование сколов
Нитрид титана TiN – предотвращает формирование заусенцев и налипание обрабатываемой заготовки на режущую кромку, повышая качество обработки поверхности
Оксид алюминия Al₂O₃ – значительно увеличивается стойкость к высоким температурам и препятствует критическому нагреву инструмент так как является хорошим термоизолятором

В основе данного метода нанесения покрытия лежит процесс, происходящий в камере в которой поддерживается высокая температура (до 1200 градусов Цельсия). Материал покрытия подаётся в паровом агрегатном состоянии и под действием высокой температуры вступает в реакцию с поверхностным слоем металлорежущего инструмента или детали (заготовки). Данный процесс получил название – химическое осаждение из парового агрегатного состояния (СVD – Chemical Vapor Deposition).

Преимущества покрытия CVD

Не смотря на очевидные преимущества данного метода:

относительная простота и дешевизна процесса;
возможность создания покрытий необходимой толщины;
возможность создания многослойных покрытий с уникальными свойствами и большим количеством комбинаций этих слоёв. В каталогах некоторых производителей можно найти в доступных к заказу до 18 типов покрытий для каждого инструмента.

Недостатки покрытия CVD

К недостаткам данной технологии относят:

сильный нагрев инструмента в процессе нанесения покрытия для получения удовлетворительной адгезии наносимого материала к инструменту, под влиянием сильного нагрева прочность основного материала инструмента из твёрдого сплава снижается. Возникает риск образования хрупких фаз;
химикаты используемые для процесса покрытия инструмента и побочные продукты являются токсичными, огнеопасными и разъедающими веществами;
не смотря на относительную низкую удельную стоимость процесса некоторые изготовители инструмента и твёрдосплавных пластин удерживают цену продукции на обосновано высоком уровне.

Покрытие PVD

Другая широко используемая технология нанесения упрочняющих покрытий – физическое осаждение из паровой фазы (PVD – Physical Vapor Deposition).

Принципиальными отличиями нанесения покрытия PVD является технологический процесс и физические явления, лежащие в основе этого метода. При физическом методе нанесения покрытия материал переходит из твёрдого состояния в газовую фазу в результате испарения под воздействием тепловой энергии или в результате распыления за счёт кинетической энергии столкновения частиц материала. Затем пучок полученной газовой фазы материала при помощи электромагнитного поля транспортируется к режущему инструменту, нагретому до температуры, не превышающей 500 градусов Цельсия, где ионизированный материл сталкивается и равномерно конденсируется на режущем инструменте.

На сегодняшнем этапе развития, промышленное применение нашли несколько методов физическое осаждения из паровой фазы различающие способом получения газовой фазы материала покрытия.

Резистивный нагрев;
Индукционный нагрев;
Низковольтная дуга;
Катодно-дуговое испарение;
Лазерный луч.

Основные типы покрытий PVD и их свойства

Нитрид титана TiN (Titanium Nitride) – предотвращает формирование заусенцев и налипание обрабатываемой заготовки на режущую кромку, повышая качество обработки поверхности. Универсальное покрытие для обработки чугуна и низкоуглеродистых сталей. Увеличивает срок службы инструмента, выступая в качестве механического, термического и химического барьера между инструментом и заготовкой. Хорошая недорогая альтернатива AlTiN в приложениях с низкой производительностью.
Карбонитрид титана TiCN (Titanium Carbon Nitride) – повышает производительность инструмента по сравнению с покрытием нитрида титана благодаря более высокой скорости подачи и скорости. Применяется, в случаях, когда нельзя использовать AlTiN, например, в приложениях, где недопустимые высокие скорости и подачи режимов резания, но необходима защита инструмента от высоких температур резания.
Алюминий Титан Нитрид AlTiN (Aluminum Titanium Nitride) – покрытие с уникальной нанокомпозитной структурой, которая значительно повышает твёрдость, термостойкость и сопротивление ударным нагрузкам. Превосходные результаты испытаний, которые однозначно указывают на увеличение срока службы инструмента и сокращение времени циклов металлообработки.
Алюминий Хром Нитрид AlCrN (Aluminum Chromium Nitride) – отличается уникальной нанокристаллической решёткой, которая значительно увеличивает твёрдость и жаропрочность. Предназначено для равномерного износа и сопротивления сколам, благодаря высокой термостойкости и высокой производительности в сложных условиях и прерывистых режимах резания, с охлаждающей жидкостью и без.

Преимущества покрытия PVD

Плюсом метода PVD является нанесение тугоплавкого материала при относительно низкой температуре и, следовательно, более щадящий режим воздействия на металл, из которого изготовлено твёрдосплавное сверло. Фреза или пластина сборного инструмента (прочность остаётся практически неизменной).
Другим преимуществом является небольшая толщина слоя при равных эксплуатационных характеристиках. Это позволяет сохранять острую режущую кромку (небольшой радиус закругления режущей кромки), что особенно важно для чистовых режимов обработки и обработки с повышенными требованиями к точности и жёсткими допусками на размеры.

Недостатки покрытия PVD

Процесс физического осаждения в вакууме является несравнимо более дорогим со сложным технологическим процессом и аппаратурой, требующей дорогостоящего оборудования и высококвалифицированного персонала, однако результат легко окупается особенно для приложений, которые требуют высокой точности.

CVD или PVD

В первую очередь защитные напыления CVD и PVD отличаются толщиной.

CVD покрытия значительно толще покрытий PVD. Большая толщина является плюсом при обработке чугунов и легированных сталей.

Тонкие PVD покрытия (толщина как правило не превышает 2-5 мкм) незаменимы для обработки нержавеющих, жаростойких и низкоуглеродистых сталей, композиционных материалов.

Читайте также: