DURATOMIC®, original din 2007

Tehnlogia Duratomic produce o acoperire foarte durabilă prin aranjarea atomilor de aluminiu şi de oxigen într-o manieră unică pentru o mai mare rezilienţă şi rezistenţă la uzură. Când a fost lansat, în 2007, Duratomic a stabilit un nou standard în prelucrările prin aşchiere. Echipa de cercetare Seco şi-a dedicat câţiva ani pentru dezvoltarea noii acoperiri - o acoperire mai dură şi, în acelaşi timp, mai rezistentă la uzură decât acoperirile convenţionale.

A fost prima dată când o acoperire a fost manipulată la nivel atomic, iar cu progresul Seco în nanotehnologie şi inginerie microscopică a fost posibilă crearea unor proprietăţi mecanice şi termice ale acoperirii, care să permită obţinerea unor performanţe optime în toate domeniile de prelucrare prin aşchiere. Acest lucru înseamnă viteze mai mari de aşchiere şi mai puţine schimbări ale sculelor. În prezent, comparativ cu alte calităţi existente pe piaţă, Duratomic este, în continuare, un lider.

Dar echipa Duratomic nu a oprit cercetările după descoperirea iniţială. Cercetarea şi dezvoltarea este un proces continuu în cadrul Seco.

Echipa R&D Seco lucrează în strânsă legătură cu toate echipele Seco din domeniul tehnologiilor de prelucrare prin aşchiere, al acoperirilor şi al materialelor, pentru a dezvolta cea mai bună muchie de aşchiere. În mod curent, Seco colaborează cu institute şi universităţi cu specializare în prelucrarea metalelor prin aşchiere. Dialogul direct cu clienţii şi părerile lor contribuie la îmbunătăţirea muncii echipei de cercetare şi la obţinerea unor soluţii adaptate clienţilor. Avem întâlniri dese cu clienţii şi urmărim împreună comportamentul produselor Seco.

Cercetarea şi dezvoltarea este un proces care necesită timp, de la identificarea domeniilor care suportă îmbunătăţiri, la crearea prototipului şi la evaluarea performanţelor. Dar atunci când vrei să fii cu un pas înaintea tuturor totul se traduce prin multă muncă.

Călătoria este de abia la început ...ISTORIC DURATOMIC®

2006. Descoperire majoră. Apare tehnologia Duratomic.

2007. Strunjirea cu Duratomic - Seco lansează TP2500, prima calitate cu tehnologia Duratomic. Introducerea calităţii TP2500 se dovedeşte a fi un real succes  şi stabileşte noi standarde pentru acoperiri.

Frezarea cu Duratomic - Se lansează primele calităţi pentru frezare cu tehnologia Duratomic - MP2500, MK1500 şi MK300 pentru frezarea oţelului şi a fontei.

2009. Găurirea cu Duratomic. Seco extinde gama Duratomic cu noua calitate DP2000 pentru găurirea cu burghiele Perfomax.

2010. Canelarea şi debitarea cu Duratomic. Seco lansează plăcuţele Duratomic pentru canelare şi debitare, inclusiv TGP25 şi TGP45.

2011. Strunjirea cu Duratomic. Seco atinge un nou nivel de performanţă cu noile calităţi TK1001 şi TK2001 pentru strunjirea fontelor.

2015. Va continua...

Povestea din spatele DURATOMIC®

Stratul Duratomic reprezintă una dintre cele mai importante inovaţii Seco. Sakari Ruppi de la departamentul de cercetare şi dezvoltare ne povesteşte cum a fost creat.

Toată vara lui 2006, Sakari Ruppi a monitorizat cu atenţie reactanţii CVD de pe liniile de producţie Seco din Fagersta, Suedia. Pe plăcuţe se aplica un strat revoluţionar la data de lansare pe piaţă a acestora, din ce în ce mai aproape. În laborator totul părea în regulă, dar Ruppi, Director de cercetări, nu era deloc încrezător: producţia la scară mare nu e acelaşi lucru cu producţia de laborator.

,,Înainte, eram mulţumiţi dacă stratul de acoperire avea o bună aderenţă la suprafaţă; dar producţia pe scară largă însemna că trebuie să controlăm textura la nivel atomic”, îşi aminteşte Ruppi. ,,Fiecare reactant reacţionează diferit şi am încercat din răsputeri să ţinem cont de acest lucru”.

Procesul CVD, care vine de la Chemical Vapour Deposition – depunere chimică în fază de vapori, nu-i era străin. Descris simplu, CVD înseamnă depunerea unui material solid pe un substrat – de obicei – încălzit (material de bază), ca urmare a reacţiilor chimice în faza gazoasă. Din 1988, Ruppi şi experimentata sa echipă au dezvoltat multe straturi pentru plăcuţe amovibile.

Dar acum, presiunea pentru obţinerea unui succes era mai mare ca niciodată. Noul strat făcuse dovada unor rezultate remarcabile la teste, iar Seco şi clienţii care îl încercaseră aveau aşteptări ridicate. În lumea prelucrării metalelor, o producţie eficientă depinde de precizia şi durabilitatea plăcuţelor care fac aşchierea propriu-zisă. Stratul acoperitor al plăcuţelor (care este extrem de subţire, aproximativ 10-20 micrometri), în combinaţie cu substratul, determină aceste proprietăţi.

,,Dispuneam, practic, de o platformă tehnică cu potenţialul unui salt enorm în performanţă. Era un vis pentru un director de produs”, spune Roger Granström, acum Director al Administraţiei corporative a produselor.

Dar drumul până acolo a fost foarte lung. Straturile constau în mod normal dintr-unul sau mai multe straturi de carburi şi oxizi. Primul strat comercial era carbură de titan, introdusă la Expoziţia de la Paris din 1969. Cinci ani mai târziu, pe piaţă s-a lansat primul strat de oxid de aluminiu (Al₂O₃). Ambele erau extrem de rezistente la uzură şi, prin reglarea combinaţiei strat-sub-strat, se pot modifica proprietăţile plăcuţei.

Straturile de oxid de aluminiu au continuat să se dezvolte de-a lungul vremii, dar oamenii de ştiinţă aveau o problemă: Cum se poate controla şi optimiza structura stratului pentru performanţe maxime? În special, cum se poate reduce faza kappa meta-stabilă a Al₂O₃ în favoarea fazei alfa stabile?

,,Alfa este o fază stabilă, astfel încât consideram că o să aibă performanţe mai bune”, explică Ruppi.

Al₂O₃ are tendinţa de a adopta aceeaşi structură kappa ca şi stratul pe bază de titan, cel mai apropiat de substrat. Pentru a evita formarea fazei kappa, trebuia concepută o nouă tehnologie, pentru a controla formarea germenilor de cristalizare şi creşterea Al₂O₃. Ruppi şi colegii săi erau hotărâţi să fie cei care reuşesc acest lucru.

În 2001, după mai mulţi ani de muncă, difracţia cu raze X (XRD) şi microscopia electronică au arătat lucrul pe care îl aşteptau toţi: Al₂O₃, în faza alfa într-o pulbere pură şi fină, care se lega corect cu substratul.

,,Am ştiut imediat că descoperisem ceva important”, spune Ruppi. Rezultatul practic a fost prima clasă Seco de carbură care a folosit pudra fină în fază alfa, TP1000. Dar când a fost lansată TP1000, laboratoarele Seco trecuseră, deja, la următorul nivel: controlarea nu doar a structurii cristaline, ci şi a texturii stratului. Ca un diamant, acest tip de strat este extrem de rezistent la forţa aplicată după anumite direcţii,  dar se va sparge după altele. Se puteau câştiga enorm de multe lucruri controlând unghiul din substrat după care creşte Al₂O₃, după procesul de formare a germenilor de cristalizare.

,,Am petrecut mult timp gândindu-mă cum să controlez procesul pentru a obţine anumite texturi”, spune Ruppi.

În 2005, Ruppi şi echipa sa au reuşit. Controlând textura, ei au creat un strat mai dur şi mai rigid decât straturile convenţionale, ceea ce reprezintă un salt uriaş în lumea evoluţiei făcute cu paşi mici, incrementali. Din punctul de vedere al productivităţii, aceasta însemna viteze mai mari de aşchiere şi schimbarea mai rară a sculei.

Odată tehnologia pusă la punct, era rândul lui Roger Granström să o lanseze pe piaţă. Dar, mai întâi, avea nevoie de un nume. ,,Adunasem mai multe sugestii de la personalul companiei”, spune Granström, ,,dar nu aveam timp de un referendum. Am ales un nume propus de colegii noştri din SUA: Duratomic. Se referă atât la durabilitatea stratului cât şi la ingineria la nivel atomic necesară pentru dezvoltarea sa”.

Astăzi, poate vedea, cu satisfacţie, că diferenţele comportamentale între reactanţii CVD individuali nu mai reprezintă o problemă.

Dar ce urmează? ,,Vrem să controlăm şi mai bine textura şi să folosim asta pentru a face ajustări fine ale proprietăţilor plăcuţei pentru diferite aplicaţii”, spune Ruppi.

English summary

The quality of indexable inserts (accuracy, durability), which has a great impact on production parameters (surface quality, longer tool life, less changes of the inserts), constitute permanent objectives of indexable inserts manufacturers. After years of research, SECO managed to develop nanotechnology that  allows coating of indexable inserts with aluminium oxide (Al₂O₃) in a stable crystal phase. Layer crystallization control gives to the coating (10-20 μm thickness) diamond hardness. The name of technology - DURATOMIC - reflects quality (durability) and applied engineering (atomic-level technology). Permanent contact with our customers ensure the company's success on the market, and also the next steps of continuous research efforts.

Ion Ţâmpu este Technical Representative,  Seco Tools România