Glatte PVD-Verschleissschutz-Schichten

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1 eifeler Werkzeuge GmbH PVD-Beschichtungen CVD-Beschichtungen Vakuumhärten Plasmanitrieren Laser-Oberflächentechnik Polieren PVD-Anlagenbau 1

2 eifeler Werkzeuge GmbH: Zahlen 2014 ca. 400 Mitarbeiter/innen ca. 50 Mio. Umsatz Seit 2013 Teil der voestalpine Edelstahl GmbH, Wien Weltweite Marktpräsenz mit PVD- Dienstleistungen: Deutschland, Frankreich, China, Taiwan, USA, Kanada,.. In der Schweiz: eifeler Swiss AG, Dulliken Vacotec SA, La Chaux-de-Fonds 2

3 PVD-arc-Technologie: Die Nummer 1 bei der Werkzeugbeschichtung! Sehr hohe Haftfestigkeit Kurze Zykluszeiten Hohe Wirtschaftlichkeit Hohe Flexibilität Nachteil für manche Anwendungen: Durch Droplets verursachte Schichtdefekte und Rauigkeit eifeler s SPCS*-Technologie: Kombiniert die Vorteile der Standard-arc-Technologie mit einer deutlichen Reduktion der Droplets: ultrafine -Schichtserie *strongly poisened cathode surface 3

4 Wie funktioniert die SPCS-Technologie? Die Prozessgase werden direkt und konzentriert auf die Kathodenoberfläche geleitet. Als Folge ergeben sich schnellere und feinere arc-entladungen auf der Kathodenoberfläche. Veränderte Plasmabedingungen und eine deutlich reduzierte Dropletgrösse verfeinern die Schichten: ultrafine. 4

5 Was bieten die ultrafine -Schichten von eifeler? arc-typische sehr hohe Haftfestigkeit Kaum verlängerte Zykluszeiten Hohe Wirtschaftlichkeit in der Herstellung Hohe Flexibilität PLUS Deutlich verringerte Rauigkeit Deutlich geringere Droplet-/Defektgrösse und -häufigkeit Dichtere Schichten 5

6 Zielanwendungen: Kunststoffspritzguss (hochglänzende beschichtete Formen; z.b. TiN-ultrafine) Medizinal-Anwendungen (dichte, defektarme und haftfeste Schichten; z.b. TiN-ultrafine, TiNbN-ultrafine) Dekorative Anwendungen (hochglänzende, verschleißfeste Schichten; z.b. TiN-ultrafine, TiCN-ultrafine) Zerspanung (dichte, defektarme und verschleißfeste Schichten; z.b. TiCN-ultrafine, EXXTRAL-ultrafine, SISTRAL-ultrafine) Sds sds TiN-ultrafine TiCN-ultrafine EXXTRAL-ultrafine In Prüfung: SISTRAL-ultrafine CROSAL-ultrafine ZrCN-ultrafine 6

7 Zielanwendungen: TiN-ultrafine Deko, Medizin, Kunststoffspritzguss, Gewinden TiCN-ultrafine Fräsen von Stahl, Deko ZrCN-ultrafine Zerspanung von Al-Legierungen und Buntmetallen EXXTRAL-ultrafine Bohren und Fräsen Stahl (normal) SISTRAL-ultrafine Bohren und Fräsen Stahl (hoher Cr-Anteil) CROSAL-ultrafine Fräsen Stahl (alle Sorten) Sf 7

8 Kunststoffspritzguss Hochglanzpolierte Oberfläche, Entformung: Kühlerfront eines Pkw Teil: hochglänzend und Chrom beschichtet in bester Qualität Werkzeug: Form, Warmarbeitsstahl Entformung sollte verbessert werden Hochglanzpolitur TiN-ultrafine (glatte und dichte PVD-Schicht) Ergebnis: Verbesserte Entformung, beste Oberflächenqualität NEW: TiN-ultrafine Standard TiN 8

9 Zerspanung: Vorteile in der Zerspanung Höhere Prozessgleichmäßigkeit durch geringere Grösse und Anzahl von Schichtdefekten Bessere Oberfläche der hergestellten Teile Mindestens gleichwertige Performance zu Standard-arc-Schichten Verzicht auf Nachbehandlung auch bei kritischen Anwendungen möglich (Bohren) Hoch haftfeste und glatte arc-schichten für sehr kleine Zerspanungswerkzeuge standard ultrafine 9

10 Zerspanung Fräsen TiCN-ultrafine: Fräsen mit HSS-Fräser (4-Schneider, Ø 10mm) in Warmarbeitsstahl (40CrNiMo 8-6-4) Schnittgeschw.: V c = 60 m/min Vorschub pro Zahn: fz = 0,05 mm Schnitttiefe: a p = 12 mm Radiale Zustellung: a e = 2,5 mm Fräsweg: 30m Gleichlauf: 50% Ergebnis: TiCN-ultrafine mit deutlich geringstem Verschleiß im Benchmarktest 10

11 Zerspanung Bohren EXXTRAL-ultrafine: VHM-Bohrer mit IK, Ø 6,8 mm in Vergütungsstahl 1000 N/mm² (42CrMoV 4) Ergebnis: EXXTRAL-ultrafine bringt im Vergleichstest die beste Oberfläche der Bohrung bei gleicher Standmenge ohne Nachbehandlung der Schicht nach der Beschichtung! 11

12 Zerspanung Bohren: SISTRAL-ultrafine: Werkstoff: X5CrNiMoTi (1.4571) Schnittgeschw.: Vorschub: Bohrtiefe: Kühlung: Werkzeug: V c = 80 m/min V r = 0,08 mm/u a p = 20 mm 10% Avilub GW108 Spiralbohrer VHM (ø 5mm) Ergebnis: SISTRAL-ultrafine bringt im Vergleichstest ca. 20% mehr Bohrungen als die Standard-arc- Variante von SISTRAL! 0,18 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 VmB [mm] Drill results Standard SISTRAL SISTRAL-ultrafine Number of holes 12

13 Trockenzerspanung Fräsen SISTRAL-ultrafine: 0,18 0,16 0,14 Werkstoff: VANADIS 10, 62 HRc 0,12 Schnittgeschw.: V c = 100 m/min 0,10 Vorschub: V r = 1337 mm/min Schnitttiefe: a p = 10 mm 0,08 Radiale Zustellung: a e = 0.2 mm 0,06 Kühlung: keine 0,04 Werkzeug: VHM-6-Schneider, 0,02 Typ GW 367 (ø 10mm) 0,00 Ergebnis: SISTRAL-ultrafine bringt im Vergleichstest ca. 15% mehr Standweg als die Standard-arc-Variante von SISTRAL! VmB [mm] Milling results Standard SISTRAL SISTRAL-ultrafine Cutting Length [mm]

14 Zusammenfassung: Eifeler erweitert das Anwendungsfeld für verschleißfeste und haftfeste PVD-arc- Beschichtungen: PVD- ultrafine Glatte und dichte arc-schichten Verbesserte Prozesssicherheit in der Anwendung Höhere Standzeit in der Zerspanung Bessere Oberfläche am Bauteil Glänzende Optik ohne Nachbehandlung. eifeler Swiss AG Industriestrasse Dulliken 14