22. JUNI 2018

zurück

kommentieren drucken  

X-fache Standzeit


Fokus

Sind PVD und CVD – zumindest die bekannten Spielarten – als Werkzeugbeschichtungsmethoden von gestern? Die Zukunft könnte einem noch sehr jungen Verfahren gehören, dem 3D-TT-CVD.
Mehrseitiger Artikel:
  1 2 3 4  

Erste Lösung: PVD

Diese Probleme waren der Grund für die Entwicklung von drei neuen physikalischen, reaktiven Tieftemperatur-PVD-Beschichtungsverfahren (Physical Vapour Deposition), dem Balzers-, Multi-Arc- und dem Leybold-Hereaus-Verfahren. Damit lassen sich problemlos bis heute Metall-Nitride, -Oxide, -Oxinitride und nur unterstöchiometrische Metall-Karbonitride des Typs MeC0,3N0,7 mit einer maximalen Mikrohärte von 2.400 HV bis 2.500 HV im Temperaturbereich von 100 °C bis 700 °C technisch herstellen. Nicht herstellbar sind mittels aller drei PVD-Verfahren reine stöchiometrische Karbide, Mischkarbide mit einer Mikrohärte von 2.800 HV bis 3.200 HV und entsprechende Karbonitride von MeC0,5N0,5 bis MeC0,9N0,1 mit einer Mikrohärte von 2.450 bis 2.800 HV.

Aus den Untersuchungen von Hans Krause an der RWTH in Aachen in den 70er- und 80er-Jahren sowie weiteren Untersuchungen der Brüder Paterok geht hervor, dass sich für den höchsten Widerstand gegen Bohrreibung, äußere Reibung, Gleit-, Haft-, Roll- und Wälzreibung am besten sowohl entsprechende reine Metall-Karbide als auch gezielt hergestellte Mischkarbide eignen. Ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften sind die Ursache für eine gravierende Senkung des abrasiven und des adhäsiven Verschleißes, der Tribo-Oxidation und zum Teil auch als Vorbeugungsmittel für die Oberflächenzerrüttung.

Hier wurde in unterschiedlichen Abriebuntersuchungen festgestellt, dass Metallkarbide sich durch eine besonders hohe Abriebresistenz gegen Eisen-, Nichteisenmetalle und Nichteisenlegierungen, einen geringen Reibungskoeffizienten von 0,14 bis 0,16, eine Mikrohärte von 3.200 HV (zum Vergleich: Titannitrid erreicht 2.450 HV, Aluminiumoxid 2100 HV), einen besonders hohen Schmelzpunkt (TiC 3.140 °C; TiN 2.930 °C), eine geringe Wärmeleitfähigkeit, einen relativ niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine sehr gute Haftfestigkeit des TiC sowohl auf Stahl als auch auf Hartmetallen, Keramiken und Glas auszeichnen.

Bessere Lösung: 3D-TT-CVD

Diese Eigenschaften waren die Ursache dafür, dass man bereits am Anfang der 80er-Jahre nach Mitteln und Wegen für die Herstellung von Metallkarbiden, die im Bereich der Anlasstemperatur von Umform- und Spritzgießwerkzeugen mit komplizierten und einer sehr genauen geometrischen Form auf ihren Oberflächen abzuscheiden wären, zu suchen begann. Erst jetzt nach 24 Jahren Entwicklungszeit voller Erfolge und Misserfolge konnte im Technischen F&E-Zentrum in Schömberg die Entwicklung eines neuen 3D-Tieftemperatur-CVD-Verfahrens (3D-TT-CVD) mit Erfolg beendet werden. Es hat sich sofort herausgestellt, dass die Abscheidung von Metallkarbiden statt PVD-Nitriden auf sowohl geometrisch einfachen als auch sehr komplizierten und tiefen Umform- und Spritzgießwerkzeugen zu einer beachtlichen Lebensdauersteigerung führte.


Mehrseitiger Artikel:
  1 2 3 4  
Ausgabe:
bbr 01/2018
Unternehmen:
Bilder:
Technisches F&E-Zentrum
Technisches F&E-Zentrum
Technisches F&E-Zentrum
Technisches F&E-Zentrum
Technisches F&E-Zentrum

kommentieren drucken  


ANZEIGE

 

 
» Finden Sie weitere Fachartikel in unserem Artikelarchiv

  Jetzt Newsletter
abonnieren!


Themenvorschau bbr (PDF)

bbr Bänder Bleche Rohre - Themenvorschau

   Themenvorschau 5-2018

bbr Sonderhefte und Supplements