Cutting Tool Coatings Explained: TiN, TiAlN, DLC, CVD Diamond and How to Choose the Right One

Rivestimenti per utensili da taglio spiegati: TiN, TiAlN, DLC, CVD Diamond e come scegliere quello giusto

Rivestimenti per utensili da taglio: proprietà chiave e come scegliere quello giusto

Quando si tratta di migliorare la durata dell'utensile, ridurre l'usura e massimizzare le prestazioni di lavorazione, la scelta del rivestimento giusto per l'utensile da taglio è fondamentale quanto la scelta del materiale stesso. In questa guida, analizziamo i rivestimenti più comuni come TiN, TiCN, TiAlN, CrN, DLC e CVD Diamond, e condividiamo fattori pratici per aiutarti a fare la scelta migliore [1].


Tipi di rivestimento comuni e loro proprietà

🟡 TiN (nitruro di titanio)

TiN (nitruro di titanio)
  • Colore : Oro

  • Durezza : ~2500 HV

  • Attrito : basso

  • Ideale per : lavorazioni meccaniche generiche, acciai dolci, acciai rapidi

  • Pro : economico, migliora la resistenza all'usura e la lubrificazione

  • Limitazioni : non ideale per condizioni abrasive o ad alta temperatura

🔵 TiCN (Carbonitruro di titanio)

TiCN (carbonitruro di titanio)
  • Colore : blu-grigio

  • Durezza : ~3000 HV

  • Ideale per : acciaio temprato, ghisa, acciaio inossidabile

  • Pro : più duro del TiN; migliore resistenza all'usura

  • Limitazioni : Meno resistente al calore rispetto al TiAlN

🟣 TiAlN / AlTiN (nitruro di titanio e alluminio)

TiAlN / AlTiN (nitruro di titanio e alluminio)
  • Colore : viola o grigio scuro

  • Durezza : ~3500 HV

  • Ideale per : lavorazioni ad alta velocità, taglio a secco, leghe aerospaziali

  • Pro : Eccellente resistenza al calore grazie allo strato di ossido di alluminio

  • Nota : AlTiN ha un contenuto di Al più elevato, migliore per le leghe ad alta temperatura

⚪ CrN (nitruro di cromo)

CrN (nitruro di cromo)
  • Colore : Argento

  • Attrito : molto basso

  • Ideale per : applicazioni che richiedono resistenza alla corrosione (ad esempio, settore medico, alimentare)

  • Pro : Eccellente rivestimento antiaderente e a basso attrito

  • Limitazioni : durezza inferiore a TiAlN

🖤 ​​DLC (Carbonio simile al diamante)

Campione di rivestimento DLCRivestimento DLC

💎 Diamante CVD

Diamante CVD
  • DColor : Bianco-argento

  • Ideale per : grafite, ceramica, compositi

  • Pro : rivestimento più duro conosciuto, eccellente resistenza all'usura

  • Limitazioni : fragile e costoso, non utilizzabile sull'acciaio

  • Esempio: frese-per-grafite

Come scegliere il rivestimento giusto?

Alesatore rivestito

La scelta del rivestimento giusto non è un'unica soluzione. Ecco i sei fattori più importanti:

1️⃣ Materiale del pezzo in lavorazione

Questo è il fattore più cruciale. Rivestimenti diversi reagiscono in modo diverso a:

  • Acciaio / Acciaio temprato

  • Ghisa

  • Acciaio inossidabile

  • Leghe di alluminio

  • Titanio / Inconel / Superleghe

  • Compositi / Grafite / Plastica

📌 Esempio: TiAlN è adatto all'acciaio inossidabile e alle superleghe, mentre DLC è ideale per l'alluminio.

2️⃣ Tipo di lavorazione

  • Tornitura, Fresatura, Foratura, Filettatura

  • Taglio continuo vs interrotto

  • Livello di carico d'impatto

La sgrossatura della ghisa potrebbe richiedere rivestimenti più resistenti come il TiCN, mentre la finitura dell'alluminio è adatta al DLC.

3️⃣ Parametri di taglio

  • Velocità , avanzamento e profondità di taglio
    Velocità più elevate generano più calore. Rivestimenti come AlTiN offrono protezione dall'ossidazione a temperature superiori a 800 °C.

4️⃣ Refrigerante e lubrificazione

  • Lavorazione a umido , MQL (lubrificazione a quantità minima) , lavorazione a secco

TiAlN e AlTiN sono eccellenti per la lavorazione a secco. CrN e DLC offrono prestazioni migliori con lubrificanti.

5️⃣ Substrato dell'utensile

Il rivestimento deve aderire bene al materiale di base dell'utensile:

  • Carburo , HSS , ceramica , PCBN , ecc.

I rivestimenti CVD non sono adatti all'acciaio rapido. Il DLC necessita di un substrato liscio e duro.

6️⃣ Costo vs Prestazioni

I rivestimenti ad alte prestazioni costano di più, ma possono aumentare notevolmente la durata degli utensili e ridurre i tempi di fermo. Considerare quanto segue:

  • Costo degli strumenti

  • Tempo di cambio utensile

  • Precisione delle parti e finitura superficiale

  • Riduzione dei rifiuti

Considerazioni finali

Il giusto rivestimento per utensili può fare la differenza tra il successo e il fallimento nelle lavorazioni meccaniche ad alte prestazioni. Conoscere il materiale, il metodo di lavorazione e le condizioni termiche della vostra applicazione vi guiderà verso la soluzione ideale.


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Fonti di riferimento: [1] Rivestimenti degli utensili da taglio e il loro contributo al miglioramento delle proprietà meccaniche: una breve revisione

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