Cos'è il Nitruro di titanio (TiN) e a cosa serve?
Chi lavora con gli strumenti di taglio e foratura dei metalli duri ha sicuramente sentito parlare del Nitruro di titanio. Ovvero, un composto ceramico estremamente duro formato da titanio e azoto, caratterizzato dal suo distintivo colore oro.
Proprio come avviene con altri materiali, come il Widia o il Carburo di tungsteno o ancora l'HSS, anche il TiN può essere una valida soluzione per dare ai tuoi lavori una marcia in più in termini di qualità operativa. Sul mercato trovi diversi utensili - come le punte del trapano - trattati con il Nitruro di titanio. Ma prima di scegliere questa soluzione conviene approfondire bene l'argomento e scoprire caratteristiche, proprietà, punti di forza di un prodotto trattato con questo materiale.
Cos'è il Nitruro di titanio (TiN), definizione
Il nitruro di titanio (Titanium nitride o TiN) è un materiale ceramico per ricoprire metalli come leghe e acciai, migliorarne le qualità e ottimizzare le fasi di una lavorazione stressante. Il TiN appartiene alla classe dei nitruri di metalli di transizione, composti noti per l'estrema durezza, la resistenza all'usura e alle alte temperature. Vuoi apprezzare queste caratteristiche?
Basta dare uno sguardo ai dati tecnici del nitruro: abbiamo una durezza elevata, circa 2000-2400 HV sulla scala Vickers, e una temperatura di fusione intorno ai 2930°C. A questo si aggiunge la resistenza all'usura e all'abrasione e il basso coefficiente di attrito. Per completare il quadro di questo rivestimento super performante abbiamo una particolare inerzia nei confronti di agenti aggressivi e una buona resistenza all'ossidazione fino a circa 600°C (fonte dati Wikipedia).
Tecniche per rivestire con il Nitruro di titanio
La copertura di un elemento, ad esempio, in acciaio con il Nitruro di titanio avviene attraverso deposizione fisica da vapore o chimica da vapore - rispettivamente parliamo di PVD o Physical Vapour Deposition e CVD, Chemical Vapour Deposition. I vantaggi della prima opzione, la PVD, riguardano le temperature basse che non alterano le proprietà del substrato.
Così ottieni rivestimenti più duri e compatti, ma anche una migliore adesione. Il risultato è un rivestimento denso e con eccellente durezza. Nel caso del CVD abbiamo una migliore uniformità su geometrie complesse, spessori maggiori, costo inferiore per produzioni di massa. Ma non può essere utilizzato con materiali che non tollerano alte temperature.
Per gli utensili moderni in metallo duro (widia), il CVD va benissimo. Per HSS la soluzione giusta è il PVD. in ogni caso, lo spessore tipico dei rivestimenti va da pochi micron a qualche decina di micron: tanto basta per ottenere i risultati necessari.
Come viene utilizzato il rivestimento TiN?
A prescindere dagli usi che si può fare del TiN altri campi, come quello decorativo, il TiN viene utilizzato come rivestimento su utensili da taglio, componenti meccanici e dispositivi medicali. L'obiettivo è quello, ovviamente, di migliorarne le prestazioni nel tempo. Ma quali sono i vantaggi di uno strumento da taglio rivestito con il TiN? Il rivestimento migliora la resistenza.
Ti permette di affrontare meglio fenomeni di usura e ossidazione verso gli strumenti impiegati nelle lavorazioni di foratura e taglio. Questo significa aumentare la vita utile degli utensili. In pratica, una punta del trapano rivestita con il TiN può durare da 3 a 10 volte di più rispetto a una soluzione che non presenta questa opzione. Ma i risultati non si fermano a questo.
Facciamo un esempio? Una punta da trapano che affronta la foratura con un rivestimento in TiN produce meno attrito e calore, migliorando la finitura superficiale e lo scorrimento dei trucioli. Questo significa ridurre la necessità di lavorazioni successive, velocizzare le operazioni e ridurre i problemi di built-up edge (tagliente di riporto) che compromette la qualità.
Il Nitruro di titanio è sempre necessario?
Non per forza. Ci sono decine di casi in cui è del tutto superfluo avere punte con queste caratteristiche. perché, ad esempio, devi fare dei lavori in casa e non hai bisogno di performance elevate. Ti basta un buon metallo HSS per ottenere ottimi risultati, ecco perché puoi prendere in considerazione anche soluzioni d'eccellenza come le punte per calcestruzzo e lavori di muratura o la punta elicoidale per metalli ROCKET di Ineco per la foratura fino al 30% più veloce di acciaio inox e ferro.
Per lavorazioni a bassa velocità e dei materiali teneri questo trattamento è addirittura controproducente. Se devi forare il legno, plastiche o alluminio a parametri blandi, un utensile non rivestito in acciaio rapido va benissimo e costa molto meno
