Podczas obróbki metalu krawędzie skrawające narzędzi są narażone na ścieranie, wysoką temperaturę i duże obciążenia mechaniczne. Z czasem prowadzi to do zużycia ostrzy, pogorszenia jakości obróbki, a w skrajnych przypadkach do uszkodzenia narzędzia.
Jednym ze sposobów ograniczania tych zjawisk jest stosowanie specjalnych powłok ochronnych. Wśród rozwiązań wykorzystywanych w narzędziach skrawających znajdują się powłoki PVD, w tym układy wielowarstwowe łączące właściwości różnych związków chemicznych.
Przykładem takiego rozwiązania jest dwuwarstwowa powłoka CrAlN + TiCN, stosowana w gwintownikach maszynowych Koronet SUPREME 900X.
PVD (Physical Vapour Deposition) to technologia nanoszenia cienkich powłok ochronnych na powierzchnię narzędzi. Proces odbywa się w kontrolowanych warunkach, najczęściej w komorze próżniowej.
Powstająca warstwa ma zwykle grubość zaledwie kilku mikrometrów. Pomimo niewielkiej grubości może znacząco zmienić właściwości powierzchni narzędzia.
Główne zadania powłok PVD to:
Powłoka nie zastępuje odpowiedniej jakości stali narzędziowej ani właściwej geometrii ostrzy. Stanowi ich uzupełnienie.
CrAlN + TiCN to połączenie dwóch związków wykorzystywanych w ochronie powierzchni narzędzi skrawających.
Każdy z nich charakteryzuje się nieco innymi właściwościami.
CrAlN jest twardym związkiem o wysokiej odporności na zużycie i dobrej stabilności w podwyższonych temperaturach.
Jego istotne właściwości to:
Dzięki tym cechom powłoki na bazie CrAlN znajdują zastosowanie w narzędziach pracujących przy dużych obciążeniach cieplnych i mechanicznych.
TiCN wyróżnia się bardzo wysoką twardością i odpornością na zużycie ścierne.
Jego właściwości są szczególnie przydatne w miejscach, w których powierzchnia narzędzia intensywnie styka się z obrabianym materiałem lub przemieszczającymi się wiórami.
Powłoki TiCN stosuje się między innymi na gwintownikach, wiertłach i innych narzędziach skrawających.
Podczas skrawania narzędzie jest jednocześnie poddawane różnym obciążeniom. Ostrze nagrzewa się, jego powierzchnia ulega tarciu, a naciski mechaniczne mogą powodować stopniowe zużycie.
Zastosowanie dwóch odpowiednio dobranych warstw pozwala połączyć różne właściwości ochronne.
W przypadku CrAlN + TiCN wykorzystuje się przede wszystkim:
CrAlN – odporność termiczną i ochronę przed utlenianiem.
TiCN – wysoką twardość i odporność na ścieranie.
Właściwie zaprojektowana konstrukcja wielowarstwowa może także korzystnie wpływać na rozkład naprężeń i ograniczanie rozwoju mikropęknięć.
Nie oznacza to jednak, że dwie warstwy zawsze zapewniają dwukrotnie dłuższą żywotność. Końcowy efekt zależy od jakości powłoki, materiału narzędzia i warunków jego użytkowania.
Gwintowanie jest procesem wymagającym, ponieważ ostrza pracują wewnątrz otworu, a powstające wióry muszą zostać skutecznie odprowadzone.
W czasie pracy krawędzie skrawające narażone są na tarcie, naciski mechaniczne i wzrost temperatury.
Odpowiednio dobrana powłoka może ograniczyć tempo zużycia powierzchni roboczych gwintownika.
W praktyce może to oznaczać:
Rzeczywista trwałość zależy również od rodzaju obrabianej stali, prędkości skrawania, chłodzenia, geometrii gwintownika oraz stabilności mocowania.
W narzędziach skrawających stosowanych jest wiele rodzajów powłok. Do znanych rozwiązań należą TiN, TiCN oraz CrAlN.
| Powłoka | Charakterystyczne właściwości |
|---|---|
| TiN – azotek tytanu | Uniwersalna ochrona przed zużyciem, charakterystyczny złoty kolor |
| TiCN – węglikoazotek tytanu | Bardzo wysoka twardość i odporność na ścieranie |
| CrAlN – azotek chromowo-glinowy | Wysoka odporność na ścieranie, temperaturę i utlenianie |
| CrAlN + TiCN | Połączenie właściwości dwóch materiałów w jednej konstrukcji ochronnej |
Nie istnieje jedna powłoka najlepsza do wszystkich zastosowań. Dobór zależy od rodzaju narzędzia, obrabianego materiału i parametrów pracy.
Gwintowniki powlekane mogą osiągać większą odporność na zużycie niż ich odpowiedniki bez powłoki, szczególnie w wymagających warunkach obróbki.
Nie oznacza to jednak, że każdy gwintownik powlekany będzie odpowiedni do każdego materiału.
Znaczenie mają również:
Powłokę należy traktować jako jeden z elementów konstrukcji narzędzia, a nie jedyny wyznacznik jego jakości.
Nie. Nawet bardzo odporna powłoka nie eliminuje konieczności prawidłowego doboru warunków obróbki.
Podczas gwintowania odpowiednie smarowanie ogranicza tarcie, pomaga kontrolować temperaturę i poprawia warunki odprowadzania wiórów.
Niewłaściwe parametry skrawania mogą doprowadzić do przedwczesnego zużycia lub złamania gwintownika, niezależnie od zastosowanej powłoki.
Połączenie CrAlN i TiCN jest interesującym rozwiązaniem dla narzędzi przeznaczonych do obróbki metali, gdzie istotna jest odporność powierzchni na ścieranie oraz obciążenia cieplne.
Przykładem zastosowania są gwintowniki maszynowe Koronet SUPREME 900X, wykonywane ze stali szybkotnącej HSSE lub HSSE-PM.
W serii tej zastosowano dwuwarstwową powłokę CrAlN + TiCN, stanowiącą dodatkową ochronę powierzchni roboczych narzędzia.
Gwintowniki dostępne są w różnych geometriach, do wykonywania gwintów metrycznych standardowych i drobnozwojowych, w otworach przelotowych i nieprzelotowych.
Najważniejszą zaletą rozwiązania CrAlN + TiCN jest możliwość połączenia właściwości ochronnych dwóch różnych związków.
CrAlN wnosi odporność termiczną i ochronę przed utlenianiem, natomiast TiCN wysoką twardość i odporność na ścieranie.
Tak dobrane materiały mogą skutecznie wspomagać ochronę krawędzi skrawających i ograniczać zużycie narzędzia.
Ostateczna skuteczność zależy jednak od jakości wykonania, materiału podłoża oraz warunków obróbki.
Dlatego przy wyborze gwintownika warto zwracać uwagę nie tylko na oznaczenie powłoki, lecz także na rodzaj stali, geometrię narzędzia i jego przeznaczenie.
Opracowanie merytoryczne: zespół Koronet Sp. z o.o.
Ostatnia aktualizacja: 28 października 2026 r.
Wyłączny dystrybutor na rynek polski
