Виды и характеристики современных покрытий для метчиков

Производители используют несколько типов покрытий, каждое – со своими особенностями.

TiN

Золотистое покрытие на базе нитрида титана. Оно создает барьер с поверхностной твердостью 2 300 HV, термической стойкостью в 600°C и коэффициентом трения в 0,4 единицы. Это облегчают работу с конструкционными сталями, чугунами и цветными металлами.

Рис. 1 Метчик с покрытием TiN

TiAIN

Защитный слой серо-фиолетового цвета на базе нитрида титана. Он имеет твердость в 3 000 HV при термической стойкости в 800°C. Метчики с титановым покрытием TiAIN оптимальны для чугуна и стеклопластика, легированных и углеродистых сталей, сплавов кремния и алюминия.

Рис. 2 Метчик с покрытием TiAIN

TiCN

Износостойкое покрытие из карбонитрида титана. Поверхность инструмента приобретает серо-голубой цвет и твердость в 3000 HV. Предел термической стойкости составляет 400°С, что требует интенсивного охлаждения при работе.

Метчики эффективно взаимодействуют с труднообрабатываемыми сталями, подходят для серийного производства.

Рис. 3 Метчик с покрытием TiCN

Hardslick

Двухслойное покрытие нового образца, состоящее из TiAIN и WC/C. Второй слой представлен карбидом вольфрама и углеродом, обладает свойствами твердой смазки. Это снижает сопротивление при вращении метчика, обеспечивая плавный ход и высокое качество резьбы.

Твердость покрытия составляет 3000 HV, термическая стойкость – 800°C. Такой инструмент востребован при работе с нержавеющими, жаропрочными и титановыми сплавами, имеет серо-фиолетовый цвет.

Рис. 4 Метчик с покрытием Hardslick

VAP

Черное покрытие, образованное путем воронения. Инструмент покрывается оксидом железа, улучшающим эвакуацию стружки, уменьшающим трение и тепловыделение. Минусом является незначительное снижение твердости рабочей части.

Вороненая оснастка подходит для работы с высокими нагрузками и скоростями. Она обеспечивает получение качественной резьбы, имеет умеренную цену и множество типоразмеров.

Рис. 5 Вороненый метчик

BLACK

Еще одно черное покрытие. В данном случае им выступает оксидная пленка, предотвращающая коррозию и перегрев. Она не обладает прочностью TiAIN и TiN, но достаточна для работы с алюминием, углеродистыми и легированными сталями.

Кроме того, BLACK снижает интенсивность трения между оснасткой и заготовкой. В результате облегчается отвод стружки, возрастает точность и скорость проведения операций.

Рис. 6 Метчик с оксидным покрытием

Азотирование

Серо-голубое покрытие, полученное посредством нитрирования. Такой инструмент обладает высокой твердостью, эффективно работает с чугунами и алюминиево-кремниевыми сплавами.

Поверхностный слой оснастки устойчив к отпуску и абразивному износу. Он облегчает нарезание резьбы в сложных условиях, включая высокие температуры и воздействие мелких металлических частиц.

Рис. 7 Азотированный метчик

Ознакомиться с ключевыми параметрами изделий и выбрать подходящий вариант поможет таблица.

Параметр	TiN (нитрид титана)	TiAl (титан-алюминий нитрид)	TiCN (карбонитрид титана)	Hardslick (TiAlN+WC/C)	VAP (воронение)	BLACK (оксидное)	Азотирование
Цвет
Твердость (HV)	~2300	~3000	~3000	~3000	-	-	Повышенная
Термостойкость	До 600°C	До 800°C	До 400°C	До 800°C	-	Умеренная	Повышенная
Коэф. трения	0,4	0,4	0,4	0,2	Сниженный	Сниженный	Сниженный
Основные материалы	Конструкционные стали	Нержавейка, жаропрочные сплавы, алюминий	Труднообрабатываемые стали	Титан, нержавейка, жаропрочные сплавы	Вязкие материалы (алюминий, медь)	Углеродистые стали, алюминий	Чугун, алюминий с Si
Преимущества	Универсальность, доступность	Высокая термостойкость, износостойкость	Стойкость к абразивам	Сверхнизкое трение, защита от налипания	Улучшенный отвод стружки, антифрикционность	Стойкость к коррозии, защита от перегрева	Устойчивость к абразивному износу
Недостатки	Ограниченная термостойкость	Высокая стоимость	Требует охлаждения	Высокая стоимость	Ограниченная твердость	Не для высоких нагрузок	Узкая специализация
Рекомендуемое применение	Серийное производство	Высокоскоростная обработка, сухое резание	Прерывистое резание, твердые сплавы	Сложные сплавы: титан, инконель и т.д.	Глухие отверстия, мягкие металлы	Коррозионные среды	Абразивные материалы (чугун, силумин)

Причины преждевременного износа покрытия

К быстрому износу защитного покрытия метчиков приводит:

• Неправильный подбор СОЖ. Использование неподходящей смазочно-охлаждающей жидкости увеличивает трение и выделение тепла. В результате страдает покрытие и геометрия инструмента.
• Несоответствие параметров оснастки режимам резания. Ошибки при подборе скорости, подачи и глубины резания приводят к чрезмерной нагрузке на метчик. Как результат, происходит быстрый износ поверхности, и притупление режущей части.
• Нарушение правил эксплуатации. Некорректная установка инструмента и деталей провоцирует избыточную локальную нагрузку на кромки. Сначала повреждается покрытие, а потом и рабочая часть.
• Неправильный подбор метчика. Если геометрия оснастки не подходит для выполнения заданных операций, происходит ее быстрый износ. Так, слишком острые кромки быстро затупляются о чугун и вязкие материалы.
• Вибрации. Недостаточная жесткость фиксации элементов вызывает колебания метчика и детали. Систематические биения скалывают защитное покрытие инструмента и приводят к прочим неблагоприятным последствиям.

Износ оснастки ускоряют загрязнения. Они накапливаются между витками, захватывая абразивные частицы. Последние агрессивно воздействуют на покрытие и быстро разрушают его. Чтобы этого не произошло, нужно регулярно очищать метчик.

Существуют ли универсальные покрытия

Покрытий «для всего» не существует, но есть универсальные линейки продуктов с оснасткой для разных нужд. Хорошим примером являются метчики ZUMO. Они выполнены из ванадиевого сплава Vanadium HSS (HSS-V), соответствуют ISO 529 и имеют допуск h6. Производитель предлагает решения без покрытия, модели TiCN, TiN и Black. С их помощью выполняется обработка алюминия, титановых сплавов, нержавеющей и легированной стали, серого и ковкого чугуна. Продукция обладает приятной ценой и длительным сроком службы.

Популярные вопросы