Zaščita rezalnih orodij s trdimi prevlekami je danes že zrela tehnologija, široko razširjena v industrijski praksi. Prekriva se velikoserijska orodja, namenska orodja malih serij, kakor tudi obnovljena (prebrušena) orodja. V določeni meri se prekriva tudi preoblikovalna orodja manjših dimeznij, kot so trni, pestiči, noži in vložki. Omenjena lastnost zrele tehnologije načeloma res pomeni, da gre pri običajnem uporabniku le za standardno storitev, ki naroči želeno prevleko z zahtevanimi lastnostmi. Še vedno pa je precej prostora za izboljšave in nove storitve, ki jih nudi tehnologija trdih prevlek. Poleg nanašanja novih oz. prilagojenih prevlek nam lahko precej pomaga tudi uporaba analitskih tehnik, specializiranih za tanke plasti.

 

Prvi sklop, začne se že pri uporabniku, je ustreznost priprave površine orodja. Izvajalec storitve nanašanja prevlek sicer postavi minimalne zahteve glede kakovosti površine (čistoča, raziglanje, hrapavost), preveri tudi ustreznost izbora osnovnega materiala ter njegove toplotne obdelave. Stopničko več kot le nujni minimum pa lahko zagotovijo nekateri dodatni koraki v pripravi, kot npr. pri rezalnih orodjih ustrezna zaokrožitev rezalnega robu, kjer je izbrani radij prilagojen materialu obdelovanca in pogojem obdelave. Odprto vprašanje je lahko optimizacija geometrije orodja, morda izbira drugega osnovnega materiala ali dodatne stopnje obdelave površine, npr. plazemsko nitriranje jekla.

Šele v drugem sklopu se vprašamo o ustreznosti doslej uporabljane prevleke. Čeprav je danes na tržišču že množica naprednih nanostrukturnih prevlek, je še vedno precej naročil za “stari dobri” TiN, ki je malodane nespremenjen od začetka 80-ih let. Seveda ni nič narobe, če služi svojemu namenu v konkretni proizvodni aplikaciji. Bi se pa lahko vseeno vprašali, ali bi zamenjava s sodobnejšo prevleko le prinesla prednosti v smislu večje produktivnosti, obstojnosti orodja, kakovosti izdelka ter manjšega izmeta.

Tretji sklop je ustrezna sledljivost optimiziranega orodja, monitoring stanja površine in kakovosti izdelka. In nenazadnje je pomembna analitika izdelka oz. orodja v primeru večje okvare. Po izkušnjah sodeč se najbolje obnese primerjalna analiza dober kos : slab kos, pri čemer je orodje treba primerjati pri enakem številu izdelkov. Površino lahko primerjamo nedestruktivno, tako da lahko orodje po analizi vrnemo v proizvodnjo. Ponavadi pa izluščimo precej več informacij, če naredimo prečni prerez, vzorec ustrezno metalografsko pripravimo in tako omogočimo opazovanje izbranih lastnosti po globini. Ker je poseg destruktiven, je njegova uporaba omejena na kose, ki so izvzeti iz nadaljnje uporabe.

Potreben instrumentarij za analizo je sicer precej zahteven (optična mikroskopija pri veliki povečavi, elektronska mikroskopija s kemijsko mikroanalizo) in ga tudi v večjih podjetjih redko srečamo. Je pa te opreme in znanja veliko na inštitutih in fakultetah. Takšne manjše primerjalne analize sicer ne moremo “vtakniti” v kak obstoječi projekt ali pedagoški proces, iz lastnih izkušenj sodeč pa gre za svojevrstne izzive, ki jim preprosto moraš priti do konca. Za podjetje rezultat ne pomeni le rešitve konkretnega problema (npr. vzrok za pretirano obrabo), temveč vodilo, v kateri smeri izboljšati tehnologijo, da se takšne težave ne pojavljajo več.

Tukaj pa smo že daleč od zgoraj omenjene standardne storitve npr. nanašanja prevleke ali rutinske mikroskopije, temveč gre za skupno reševanje problema. Morda še največja prepreka je v tem, da podjetja pogosto ne poznajo kapacitet raziskovalnih institucij, le-te pa ne problemov, s katerimi se podjetja soočajo.

 

doc. dr. Miha Čekada

Institut “Jožef Stefan”

vodja Odseka za tanke plasti in površine

vodja Centra za trde prevleke