TiN — nitrid titanu

Klasický zlatý povlak s tvrdostí kolem 2300 HV.

Účel
Univerzální zvýšení životnosti nástrojů a kluzných ploch.
Typické použití
Vrtáky, závitníky, formy, lékařské nástroje.
Vhodné materiály
HSS, tvrdokov, nástrojové oceli.
Kategorie
Moderní tenké povlaky

Jak proces funguje

TiN (nitrid titanu) je historicky jeden z nejznámějších tvrdých povlaků, charakteristický zlatou až zlatožlutou barvou. Právě TiN výrazně přispěl k rozšíření průmyslového PVD povlakování řezných nástrojů. Chemicky jde o tvrdou keramickou sloučeninu titanu a dusíku; vytváří se PVD i CVD, ale u vrtáků, fréz, závitníků a HSS nástrojů je typické PVD.

Při obrábění je ostří vystaveno vysokému tlaku, abrazivnímu působení třísky a adhezi obráběného materiálu. Tvrdá vrstva TiN snižuje přímý kontakt mezi substrátem a obrobkem, čímž zpomaluje abrazivní a adhezní opotřebení, a zároveň působí jako chemická a částečně tepelná bariéra.

Klíčové procesní parametry

  • Tvrdost přibližně 30 ± 3 GPa (řádově 2 500–3 000 HV podle způsobu měření)
  • Koeficient suchého tření proti oceli přibližně 0,6
  • Orientační maximální pracovní teplota přibližně 600 °C
  • Teplota PVD nanášení zpravidla pod ~500 °C
  • Tloušťka u PVD nástrojů typicky několik µm — zachovává velmi dobrou rozměrovou přesnost

Typické aplikace

  • Vrtáky, frézy, závitníky a výstružníky
  • Razníky, matrice a střižné nástroje
  • Formy a kluzné plochy
  • Zdravotnické a potravinářské nástroje u konkrétních certifikovaných systémů

Výhody

  • Univerzální základní tvrdý povlak — velmi dobrý kompromis mezi cenou, tvrdostí, houževnatostí a univerzálností
  • Vysoká tvrdost a odolnost proti abrazi, chemická stabilita
  • Malý rozměrový nárůst vhodný pro přesné nástroje

Omezení a rizika

  • Omezená tepelná odolnost — při velmi vysokých teplotách řezání oxiduje; při vysokorychlostním a suchém obrábění bývá lepší TiAlN nebo AlTiN
  • Není optimální tam, kde je cílem minimální tření — tehdy je vhodnější DLC
  • Při obrábění hliníku se často volí hladké povlaky, ZrN, DLC nebo diamant kvůli nalepování měkkého materiálu
  • Nárůst rozměru je třeba zohlednit u tolerovaných otvorů, řezných hran a těsných uložení

Kontrola kvality

  • Tvrdost měřená nanoindentací podle ISO 14577
  • Adheze měřená scratch testem podle ISO 20502 nebo ASTM C1624
  • Kontrola odlupování — příčinou bývá špatná předúprava, nedostatečné iontové leptání, příliš měkký substrát, nevhodná tloušťka nebo vysoká zbytková napětí
  • Kontrola drsnosti při obloukové depozici (makročástice)

Související normy

  • ISO 14577-1:2026 — instrumentovaná indentační zkouška tvrdosti
  • ISO 20502 — adheze keramických povlaků scratch testem
  • ASTM C1624-22 — mechanické porušení keramických povlaků
Nezávazná poptávka