Rivestimenti utensili da taglio

Rivestimenti con tecnologia HDP

La tecnologia di deposizione PVD ad arco catodico è da tempo ritenuta matura e capace di offrire risultati stabili e costanti. Gli studi che si concentrano da anni al fine di portare ulteriori migliorie a tale tecnica hanno fornito al mercato rivestimenti sempre più efficaci fino ad esprimere prestazioni che hanno rivoluzionato le metodologie delle lavorazioni meccaniche.

Malgrado ciò la ricerca in questo campo non si interrompe, ma è anzi sempre fervida e riesce di continuo a produrre eclatanti novità rinnovando la sfida e la capacità di stupire. Il più recente risultato di tali sforzi è denominato con l’acronimo di HDP (High Density Plasma) che identifica un evolutissimo sistema di deposizione ad alta densità di plasma che consente di raggiungere livelli di performance mai ottenuti prima d’ora.

Basato sull’arco catodico, il sistema HDP combina nuove soluzioni tecniche che permettono la deposizione dei rivestimenti con parametri di processo che prima erano ritenuti impraticabili, ottenendo di conseguenza clamorosi risultati come la completa sparizione dei droplets (per anni ritenuti come congeniti alla tecnologia arco), insieme ad una straordinaria velocità di deposizione (4-5 micron/ora per rivestimenti tipo AlTiN).

Prendendo invece in esame la struttura intrinseca dei rivestimenti, grazie all’eccezionale densità di

plasma ottenibile con il sistema HDP si realizzano strati altamente compatti capaci di raggiungere maggiori livelli di durezza pur riuscendo a conservare un altrettanto elevato grado di tenacità.

Queste condizioni, oltre a rappresentare già un enorme potenziale in termini di resistenza meccanica, offrono la possibilità di incrementare lo spessore del rivestimento senza incorrere in fenomeni di auto scollamento dovuto agli alti stress interni.

Uno degli obbiettivi primari della ricerca in questo campo è da sempre quello che mira ad ottenere la deposizione di strati ad alto spessore che prima non erano ritenuti interessanti a causa della loro elevata fragilità. Questo traguardo, reso possibile dal sistema HDP consente di realizzare uno straordinario effetto barriera sull’utensile, che in determinate applicazioni ne incrementa in maniera esponenziale la durata e le prestazioni. Per meglio apprezzare i sorprendenti vantaggi della tecnologia HDP diviene ancor più necessario ottimizzare il filo tagliente dell’utensile eliminando le eventuali difettosità che possono derivare da microscheggiature o da residui da rettifica che rappresentano una minaccia certa per l’ innesco di rottura precoce del dente (figg. 1-2).

STS a questo scopo ha sviluppato un efficace sistema di trattamento “pre-coating” che attraverso un’azione meccanica controllata riesce a stabilizzare il filo tagliente creando una piccola raggiatura uniforme (entro un valore di 0.02-0.03 mm) eliminando ogni elemento di fragilità (figg. 3-4).

L’abbinamento di un rivestimento HDP ad un’adeguata preparazione della superficie “pre-coating”, da origine ad un potenziale eccellente capace di affrontare le lavorazioni più gravose con alti parametri di taglio o di lavorare leghe “hard to cut”.

HDP si basa su una densità di plasma elevata ottenuta grazie alle nuove sorgenti catodiche combinate ad una polarizzazione pulsata degli utensili. La possibilità di poter eseguire la deposizione sia in condizioni statiche che dinamiche permette la combinazione di strati in maniera tale da costruire rivestimenti che massimizzano le caratteristiche richieste da una specifica lavorazione.