Rivestimenti PVD per utensili

I rivestimenti PVD da sempre trovano larghissimo utilizzo negli utensili cilindrici e negli inserti in metallo duro e in acciaio super rapido.

La loro funzione, ormai consolidata nel tempo, è quella di aumentare la vita utile dell'utensile. In particolare, uno degli scopi principali, oltre all’usura, è quello di creare una barriera termica tra il tagliente dell’utensile ed il materiale che si va a lavorare, in modo da scaricare questa temperatura sul truciolo.

A tutti gli effetti il rivestimento risulta come una pellicola di film sottilissimo molto dura che riduce, nel tempo, l’usura del metallo duro o del substrato di base. Al giorno d’oggi, quasi tutti gli utensili, siano essi cilindrici integrali, a fissaggio meccanico o di altre forme, sono rivestiti con soluzioni di rivestimento PVD o CVD.

Versatilità dei Rivestimenti PVD e CVD nelle applicazioni per utensili

Per PVD (Physical Vapor Deposition) si intendono tutti i rivestimenti cosiddetti a media bassa temperatura che sono compresi tra i 200 e i 450° C.  Per CVD si intendono i rivestimenti impiegati per operazioni gravose come la tornitura e le asportazioni pesanti con temperature di deposito comprese tra i 900 e i 1000° C. 

C’è da sottolineare che, attualmente, i rivestimenti CVD (Chemical Vapor Deposition) vengono utilizzati per una piccolissima fetta di inserti per tornitura e inserti di fresatura o per applicazioni che risultano molto gravose, come le trafile, le boccole di stampaggio a freddo ed estrusione ecc.

Infatti, il rivestimento CVD presenta delle limitazioni e delle criticità nella sua fase di deposito dovute alle alte temperature di rivestimento.

Dall’altra parte, invece, i rivestimenti PVD trovano applicazione nella quasi totalità degli utensili grazie alle loro temperature medie di deposito che, come già menzionato in precedenza, si aggirano sui 450° C circa.

Infatti, il loro impiego è esteso a praticamente tutte le tipologia di utensili, inserti da fresatura, frese cilindriche, maschi e a tutti quegli utensili a candela integrali. 

Il loro sviluppo negli anni è stato costante grazie ad una tecnologia sempre in evoluzione abbinata al continuo sviluppo degli utensili, delle macchine utensili sempre più performanti e delle crescenti necessità di mercato che chiedono coating sempre più prestazionali.

C’è solo una piccola parte di utensileria cilindrica o di inserti che, a tutt’oggi, non viene rivestita perché questi utensili trovano applicazione su materiali dal truciolo lungo e di facile lavorazione dove la spoglia del tagliente deve essere molto affilata e dove il beneficio del coating risulterebbe limitato. Tuttavia, anche in queste applicazioni “di nicchia” la tecnologia PVD è in grado di proporre soluzioni a bassissimo spessore, atte a garantire l’alta taglienza di questi utensili.

Nel mondo delle soluzioni per gli utensili è fondamentale capire il tipo di acciaio/materiale da lavorare e le condizioni di lavoro (secco o umido) al fine di individuare il corretto rivestimento. 

Si parla di rivestimenti con base titanio alluminio, alluminio cromo, titanio-alluminio-silicio ecc. depositati con differenti tecnologie per poter avere sempre la massima resa in ogni applicazione. Ognuna di queste formulazioni chimiche è specifica per una o più lavorazioni meccaniche, siano esse a secco o in presenza di lubrorefrigerante. 

Conclusioni

Per ottimizzare al meglio la resa del rivestimento e fornire la corretta soluzione per ottenere i risultati sperati, si procede prima allo studio del tagliente per poter rivestire con spessori adeguati l’utensile in questione.

E’ fondamentale, per alcune famiglie di rivestimento, valutare anche la post finitura dopo la deposizione per effettuare un prerodaggio del rivestimento stesso e garantire sin da subito la funzionalità dell’utensile. 

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