OVERFLADEBELÆGNING - PRODUKTKATALOG UDDEHOLM A/S

Transkript

1 OVERFLADEBELÆGNING - PRODUKTKATALOG UDDEHOLM A/S

2 Overfladebelægninger fra Uddeholm I samarbejde med Eifeler leverer Uddeholm nogle af markedets bedste overfladebelægninger - udført med avanceret teknologi. Anvendelsen af PVD eller CVD belægninger kan resultere i væsentlige forbedringer for både produktionsøkonomi og emnekvalitet. PVD og CVD er meget tynde belægninger, mellem 1 μm og 10 μm, som giver meget stor hårdhed, op til 4000 Vickers. Den hårde og selvsmørende overflade medvirker til markante forbedringer på slid, påklæbning, friktion og emnekvalitet. Et optimalt resultat opnås når overfladebelægningen kombineres med både det rigtige stål, en korrekt varmebehandling og en perfekt overfladestruktur. Uddeholms indgående kendskab til vores kunders processer og produkter, kombineret med Eifelers store viden om anvendelsen af PVD eller CVD belægninger, gør det muligt at finde optimale løsninger, der bidrager til stor værdiskabelse for værktøjsdele og maskinkomponenter. Udgave 4, marts 2015

3 Transportløsning Vi kan tilbyde en komplet transportløsning til forsendelse af belægningsopgaver. Der kan vælges mellem 24 timers transport eller 48 timers transport. Pris på transporten fastsættes ud fra vægt og den ønskede transporttid hhv. 24 timer eller 48 timer. Priserne kan oplyses ved henvendelse til Uddeholm. Ved belægningsopgaver kontaktes Uddeholm med følgende oplysninger: Afhentningsadresse Tidsrum hvori pakken kan afhentes Mål og vægt Transporttid hhv. 24 timer eller 48 timer Kontaktperson og telefonnummer på afhentningsadressen Såfremt egen transportløsning benyttes, sendes direkte til vores belægningscenter: Eifeler Werkzeuge GmbH Duderstädter Str. 14 D Düsseldorf-Hellerhof Tyskland Emballering Emnerne skal rustbeskyttes og emballeres i stødabsorberende indpakning/fyldemateriale. Udvendig emballage skal være transportegnet og bør være genanvendelig til returforsendelse og af miljømæssige hensyn. Uddeholm tilbyder transportegnede plastbokse med låg i 2 størrelser. Kontakt Uddeholm for nærmere information. Belægningsteam Kontakt Uddeholms specialister og få en snak om mulighederne for optimering af produktivitet og totaløkonomi. Intern håndtering af tilbud, ordrer mv. Salgsassistent Morten Pedersen Tlf morten.pedersen@uddeholm.dk Ekstern teknisk information og rådgivning mv. Distriktschef Svend-Erik Petersen Distriktschef Per Stamp Mobil Mobil svend-erik.petersen@uddeholm.dk per.stamp@uddeholm.dk

4 Snit/stans og formgivning af jernbaserede materialer. Anvendes til plastformværktøj. Snit/stans, formgivning og finstans af abrasive materialer og rustfast stål. Snit/stans, formgivning og finstans af abrasive materialer og rustfast stål. Højtemperatur-applikationer. Snit/stans og formgivning af abrasive eller klæbende materialer (rustfast stål, Si-rige Al legeringer). High performance coating for høj procestemperatur. Fremragende for finstans af stål. High performance universal coating for træk- og formgivning af højt- og lavtlegeret stål. Specielt velegnet til tykke materialer, brudstyrke >500 N/mm 2. Anvendes til plastformværktøj. Velegnet til bearbejdning af klæbende og bløde non-ferro metaller (kobber, aluminium). Velegnet til snit/stans, formgivning og bearbejdning af non-ferro metaller (kobber, aluminium) med indhold af slidende partikler (Si). Varmsmedning (ved lav kontakt-tid). PVD belægninger Eifeler belægning Materiale Mikro hårdhed HV 0.05 Friktionsværdi (mod stål) Belægn. - tykkelse [µm] Oxidation temp. (Belægningstemperatur) Farve Generelle egenskaber Applikationsområder TiN TiN 2300±200 0, C (480 C) (LT 200 C) Guld Allround belægning, biokompatibel. TiCN TiCN (multilayer) 3500±500 0, C (480 C) Blågrå Stor hårdhed, fremragende slidstyrke, forbedret sejhed. CROSAL AlCrN 3200±300 0, C (480 C) Skiffergrå Høj oxidationsmodstand, høj varmehårdhed, høj slidstyrke. EXXTRAL PLUS AlTiN (stacked) 3200±300 0, C (480 ) Antracit Stor hårdhed, høj oxidationsmodstand, lav friktionskoefficient. SISTRAL AlTiN (nanostructured) 3400±500 0, C (480 ) Antracit Høj oxidationsmodstand, høj varmehårdhed, høj slidstyrke. VARIANTIC TiAlCN (multilayer) 3500±500 0, C (480 ) Gammelrosa Lav friktionskoefficient, høj oxidationsmodstand, god til abrasiv slitage. CrN CrN (multilayer) 2000±200 0,3-0, C (480 ) (LT 200 C) Sølvgrå Lave spændinger, optimeret vedhæftningsevne, gode korrosionsbeskyttende egenskaber. CrCN CrCN (multilayer) 2300±200 0,2-0, C (480 ) Sølvgrå Lave spændinger, optimeret vedhæftningsevne, gode korrosionsbeskyttende egenskaber, god slidstyrke.

5 Formgivning af non-ferro metaller. Mg trykstøbning. Bearbejdning af aluminium med højt indhold af Si. Alle bearbejdningsapplikationer af stål, ved dominerende abrasivt slid og høje temperaturer. For applikationer i massiv formgivning og dybtræk af stål. For store tykkelser. Formgivning af tyndt og blødt materiale. Træk og formgivning af højtlegeret CrNi-stål. Snit/stans af tyk stålplade og massiv formgivning af stål. I kombination hård PVD belægning. Reduceret friktionsslitage. Præcisions- og sliddele. Snit/stans og formgivning ved reduceret smøring. Klip og formgivning af aluminiumsplade, <1 mm. PVD belægninger Eifeler belægning Materiale Microhårdhed HV 0.05 Friktionsværdi. (mod stål) Belægn.- tykkelse [µm] Oxidation temp. (Belægningstemperatur) Farve Generelle egenskaber Applikationsområder VARIO PLUS ZrCN (multilayer) 3100±300 0, C (480 ) Brunsølv God til adhæsiv slitage, gode korrosionsbeskyttende egenskaber. TIGRAL AlCrTiN (nanolayer) 3300±300 0, C (480 ) Grå Høj oxidationsmodstand, høj varmehårdhed, høj slidstyrke. TOPMATIC TiAlN (Duplex) 2800±200 0, C (480 ) Aubergine God sejhed, god oxidationsmodstand, høj slidstyrke. DUMATIC TiC (multilayer) (Duplex) 3700±500 0, C (480 ) Sølvgrå Meget stor hårdhed, optimeret vedhæftningsevne, lav friktionskoefficient, god til adhæsiv slitage. MoST TM MoS 2 : Me , C (<200 ) Mørk grå Høje glideegenskaber, lavt abrasivt slid, lav friktionskoefficient. SUCASLIDE a-c : Me , C (<200 ) Sort Høje glideegenskaber, reduceret adhæsivt slid, biokompatibel, gode korrosionsbeskyttende egenskaber.

6 Anvendes ved kraftigt abrasivt slid. Pladeformgivning i alm. og rustfast stål. Alle koldformningsprocesser. Velegnet til tynde, bløde og zinkbelagte plader. Massiv formgivning af abrasive materialer. For store godstykkelser. CVD belægninger Eifeler belægning Opbygning Microhårdhed HV 0.05 Friktionsværdi (mod stål) Belægn.- tykkelse [µm] Oxidation temp. (Belægnings temperatur) Farve Generelle egenskaber Applikationsområder TiC Monolag 4000 ±500 <0, C (>1000 C) Metal grå Ekstrem stor hårdhed, rigtig god vedhæftning, relativ sprød. TiC/TiN Multilag 2700 ±300 0, C (>1000 C) Guld Allround belægning. TiN/TiC Multilag 3000 ±300 0, C (>1000 C) Metal grå Stor hårdhed, fremragende slidmodstand, forbedret sejhed.

7 PVD - Beschichtung Anwendungen: Die PVD-Beschichtung (engl. Physical Vapour Deposition) kann als letzter Schritt in der Herstellung von Werkzeugen ausgeführt werden, - ohne Härteverlust, Verzug oder Beeinflussung der Mikrostruktur der Stähle. Wesentlicher Vorteil des PVD-Verfahrens ist, im Gegensatz zum CVD-Verfahren, die geringe Beschichtungstemperatur, die unterhalb von 500 C liegt und somit unterhalb der Anlaßtemperatur von Schnellarbeitsstählen, Warmarbeitsstählen und einigen Kaltarbeitsstählen. Entsprechend werden PVD-Beschichtungen für die spanabhebende Bearbeitung, die Umformtechnik und auch für die Kunststoffverarbeitung eingesetzt. Für dekorative Anwendungen ist es sogar möglich, die Beschichtungstemperatur soweit zu senken, daß Materialien wie Messing oder Aluminium beschichtet werden können. Spezielle PVD-Varianten erlauben auch die Beschichtung von Isolatoren, z.b. für die Optik oder Elektronik. Technik: Alle PVD-Beschichtungen finden im Hochvakuum statt. Dabei wird ein Metall, z.b. Titan, in den dampfförmigen Zustand überführt. Durch Zugabe eines Reaktionsgases, (z.b. Stickstoff), bildet sich auf den Werkzeugoberflächen dann eine dünne, harte und außergewöhnlich fest haftende Schicht (z. B. TiN = Titannitrid). Die einzelnen PVD-Verfahren unterscheiden sich untereinander nur durch die Art der Metall-Verdampfung. Vorreinigung: Von großer Bedeutung für den Erfolg der Beschichtung ist die Sauberkeit der Werkzeugoberfläche. Vor der Beschichtung werden die Werkzeuge deshalb einer intensiven Reinigung unterzogen, bei der Öle, Fette, anorganische Salze und Rostschutzmittel entfernt werden. Diese Reinigungslinie besteht im wesentlichen aus einer Ultraschall-unterstützten, mehrstufigen Entfettung mit alkalischen Bädern, einer Wasserspülung und einer abschließenden fleckenfreien Trocknung. Um hartnäckige Oberflächenverschmutzungen zu entfernen, wird in manchen Fällen zu Beginn der Vorreiningung ein Naßstrahlverfahren mit Wasser, Druckluft und Aluminiumoxyd feinster Körnung eingesetzt. Ein Strahlen mit Glasperlen ist zu vermeiden. PVD-Beschichtung Beschichtung: Die vorgereinigten Werkzeuge kommen in eine Vakuumkammer, die auf etwa 1 x 10-5 mbar evakuiert wird. Nachdem die zu beschichtenden Teile auf Beschichtungstemperatur gebracht wurden, werden mittels Ionenätzens unter Edelgasatmosphäre dünne Oxydschichten von der Substratoberfläche abgestaubt. Unmittelbar darauf erfolgt die eigentliche Beschichtung. Nach Erreichen der Schichtdicke und anschließendem Abkühlen der Werkzeuge unter Vakuum, werden diese der Kammer entnommen. Prospekt Eifeler Techniken 2.1 2/2010

8 PVD - Beschichtung Anforderungen zur PVD-Beschichtung von Metallteilen Materialeigenschaften: Die Teile müssen elektrisch leitend sein. Für die während des Beschichtungsprozesses auftretenden Temperaturen von ca. 450 C, müssen die Werkstoffe geeignet sein (Härteverlust, Verzug). In Frage kommen hier insbesondere einige Kaltarbeitsstähle wie z.b , die bei mindestens 520 C angelassen sind, sowie HSS, Warmarbeitsstähle z.b , Hartmetalle und rostfreie Stähle. Die Teile müssen in unmagnetischem Zustand angeliefert werden, um Probleme beim Entfernen des Schleifstaubes zu vermeiden. Die Beschichtung von gelöteten Teilen ist nur möglich, wenn das verwendete Lot vakuum- und temperaturbeständig ist, sowie frei von Cadmium und Zink ist. Die Löttemperatur muß über 600 C liegen und darf keine Lunker oder Flußmittelrückstände aufweisen. Oberflächenbeschaffenheit: Die Oberfläche der Teile muß metallisch blank sein. Geeignet sind z.b. geschliffene, polierte, schlicht-erodierte oder läpp-gestrahlte Teile. Stumpfe Schleifscheiben sind zu vermeiden! Poliermittel mit geeignetem Lösungsmittel entfernen (beim Hersteller das Poliermittel erfragen), evtl. mit Ultraschall reinigen und anschließend sofort einölen. Die Teile sollen zum Schutz gegen Rost leicht eingeölt werden. Die Oberflächenrauhigkeit sollte zur Erzielung optimaler Resultate bei Schneidwerkzeugen Rz 4 µm, bei Umformwerkzeugen Rz 2 µm sein. Gerade bei Umformwerkzeugen ist eine Hochglanzpolitur der Funktionsflächen anzuraten. An den Schneiden dürfen keine Grate vorhanden sein. Die Teile müssen frei von Rost, Farbrückständen, Farbkennzeichnungen und frei von Fremdschichten sein. Sie dürfen nicht nitriert, brüniert o.ä. sein. Rückstände von Verpackungsmitteln sind zu vermeiden (z.b. Wachse, Klebemittel, PVC-Reste ). Verschraubte oder verpreßte Teile bitte einzeln anliefern; armierte Matrizen (Sonderbehandlung) auf Anfrage. Innenkonturen sind nur im Verhältnis Öffnung zu Tiefe von etwa 1:1 beschichtbar. PVD-Beschichtung Verpackung: Innenverpackung: die Teile sollen in ölgetränktem Papier eingewickelt oder in einem ölbeständigen Plastikbehälter verpackt sein, das Füllmaterial muß stoßreduzierend sein. Außenverpackung: sie muß transportgerecht sein und sollte wiederverwendbar sein. (Rücksendung, Umweltschutz). Prospekt Eifeler Techniken 2.1 2/2010

9 Niedertemperatur - PVD TiN-, CrN- oder AlTiN-PVD-Schichten bei ca. 200 C Grundsätzliches Es ist für die Qualität der PVD-Beschichtung immer von Vorteil, wenn die Beschichtungen bei Temperaturen durchgeführt werden, die > ca. 400 C sind. Bei diesen Beschichtungstemperaturen erreicht man eine sehr gute Haftfestigkeit und einen dichten und sauberen Schichtaufbau. Sollte dies aber nicht möglich sein, weil z.b. die Anlasstemperatur des verwendeten Stahls nur bei 200 C liegt, dann kann eine Niedertemperatur-Beschichtung unter Umständen möglich sein. Dabei sollte man immer im Hinterkopf behalten, dass PVD-Schichten bei diesen Temperaturen in der Regel: - eine geringere Haftfestigkeit haben - einen poröseren Schichtaufbau haben - rauer aufwachsen. Ausserdem lassen sich nicht alle Schichten bei diesen niedrigen Temperaturen in akzeptabler Qualität herstellen. Weiterhin dürfen die Werkzeuge bzw. Bauteile nicht zu klein sein. Speziell dünne Lochstempel (D < 3 mm) sind für die Niedertemperatur-Beschichtung normalerweise nicht geeignet. Bitte genaue Absprache Der Beschichtungsprozess bei 200 C ist kein Standard. Trotzdem kann ein PVD-Niedertemperaturprozess für manche Anwendungen durchaus die richtige Lösung sein. Hier sollte man im Vorfeld durch klare Absprachen mit dem Beschichter die Wege ebnen. Eifeler Wir nehmen Perfektion persönlich ANWENDUNGEN Im Bereich Formenbau und Kunststoffspritzguss kommen des öfteren Stähle zum Einsatz (z.b ), die nur niedrig angelassen sind. Hierfür eignet sich z.b. eine TiNoder CrN-Beschichtung bei 200 C. Bauteile aus einem Einsatzstahl (z.b. 16 MnCr5) müssen auch bei ca. 200 C beschichtet werden. Nur so kann man vermeiden, dass es während des Beschichtens zu Maßänderungen, Verzügen und einem Härteabfall kommt. Auftragsabwicklung: Bitte sprechen Sie im Vorfeld die technischen Details ausführlich mit dem zuständigen Beschichtungszentrum ab. Die dortigen Spezialisten werden eine Lösung suchen, - mit dem besten Nutzen für Sie und dem geringsten technischen Risiko. Bedenken Sie bitte auch, dass die Niedertemperatur-PVD-Prozesse häufig längere Lieferzeiten haben und höhere Kosten verursachen. Übrigens: Die Festschmierstoffschichten und DLC- Schichten in unserem Programm werden immer bei geringeren Temperaturen abgeschieden! MoST, Graphit-iC werden immer bei etwa 200 C hergestellt. WC/C wird bei C abgeschieden. Niedertemperatur-Beschichtung

10 TiN - Titannitrid TiN zeigt gegenüber Fe-Metallen eine sehr geringe Reaktivität. Deswegen wird der Werkzeugverschleiß durch Kaltaufschweißungen entscheidend herabgesetzt. Seine attraktive goldene Farbe kombiniert mit der hohen Abriebfestigkeit macht TiN zu einer häufig eingesetzten Beschichtung für dekorative Anwendungen. Durch ihre hohe chemische Beständigkeit ist TiN besonders für die Lebensmittelindustrie und die Medizintechnik geeignet. Dank ihrer Vielseitigkeit ist die TiN eine gute Allround- Hochleistungsbbeschichtung. Wo wird TiN eingesetzt? Zerspanung Zerspanen und Schneiden von Fe-Metallen und Stahlwerkstoffen. Allgemein verwendet fürs Wälzfräsen, Bohren, Gewindebohren mit niedrigen und mittleren Schnittdaten. Umformung Zieh-, Stanz-, Press- und Umformwerkzeuge für die Bearbeitung von Stahl-Blechen; Kunststoffformung Kunststoffverarbeitung Für Werkzeuge die hohem abrasiven Verschleiß ausgesetzt sind, z. B. mineralgefüllten organischen Pressmassen; Verbesserung der Entformung von Spritzgussformen. Dekor, Medizinbereich und Lebensmittelindustrie Schichteigenschaften Hohe Härte und Haftfestigkeit gute chemische Beständigkeit relativ niedrige Wärmeleitfähigkeit verbesserte Zähigkeit biokompatibel und lebensmittelecht attraktive, goldene Farbe Härte Maximale Einsatztemperatur Reibungskoeff. gegen Stahl Schichtdicken Farbe ± 200 HV 500 C 900 F 0,6 1-4 µm gold TiN Eifeler Coatings + Technologie Wir nehmen Perfektion persönlich

11 TiCN - Titancarbonitrid Unsere TiCN ist eine Beschichtung mit komplexer Mehrlagen-Struktur welche im Arc- Verfahren aufgebracht wird. Trotz seiner sehr hohen Härte hat TiCN eine nicht zu hohe Sprödigkeit. Dies ist für viele Anwendungen erforderlich, wie z. B. beim unterbrochenen Schnitt in der Zerspanung bei nicht zu hohen Temperaturen an der Schneide. Häufig ergibt der Einsatz von TiCN-Schichten noch eine deutliche Standzeitverlängerung gegenüber TiN-beschichteten Werkzeugen durch die verringerte Reibung und die höhere Härte. Wo wird TiCN eingesetzt? Schichteigenschaften Zerspanung Fräs-, Dreh-, Bohr- und Schneidwerkzeuge für die Bearbeitung von hoch- und niedriglegierten Stählen. Hohe Vorschub- und Schnittgeschwindigkeiten, bei denen sich nicht zu hohe Temperaturen an den Schnittkanten entwickeln. Sehr gut geeignet für HSS-Fräser im Bereich der Stahlbearbeitung. Umformung Geeignet für Zieh-, Stanz-, Press- und Umformwerkzeuge für die Bearbeitung von hoch- und niedriglegierten Stählen. Ausgezeichnet bei verschiedenen Anwendungen in der Kaltumformung von Stahl und rostfreiem Edelstahl. sehr hohe Härte hohe Haftfestigkeit gute Verschleißfestigkeit verbesserte Zähigkeit geringer Reibungskoeffizient hohe Wärmeleitfähigkeit Härte Maximale Einsatztemperatur Reibungskoeff. gegen Stahl Schichtdicken Farbe ± 500 HV 400 C 750 F 0,2 1-4 µm blau-grau TiCN TiCN HSS-Sägeblatt TiCN Ziehmatrize und Ziehteil Eifeler Coatings + Technologie Wir nehmen Perfektion persönlich

12 EXXTRAL - plus AlTiN - Multilagenschicht Durch die Multilagenstruktur und den etwas höheren Cr-Anteil ergeben sich Vorteile: Besonders glatt und dicht Hohe Oxidationsbeständigkeit (800 C) Hohe Warmhärte Erhöhte Zähigkeit Chemische Beständigkeit Niedriger Wärmeleitkoeffizient Wo wird EXXTRAL - plus eingesetzt? Aufgrund seiner Multilagenstruktur ist Exxtralplus speziell bei höheren Schichtdicken, z.b. beim Bohren, empfehlenswert. Und durch den erhöhten Chrom-Anteil ist die Korrosionsbeständigkeit erhöht. Aber auch in anderen Bereichen hat sich EXXTRAL -plus bewährt: Halbwarmumformen von Stahlwerkstoffen, Schneiden dickerer Stahlbleche sowie bei der Bearbeitung von Al- Blechen Härte Maximale. Einsatztemperatur Reibungskoeff. gegen Stahl Schichtdicken Farbe ± 300 HV 800 C 1470 F 0,7 2-5 µm anthrazit In der Zerspanung dadurch: Höhere Schnittgeschwindigkeiten Längere Standzeiten Bessere Oberflächenqualität Trockenbearbeitung Verzicht auf Kühlschmierstoff Bohrtest in Stahl (Bohrtiefe 3 x D) EXXTRAL - plus TiAlN TiAl(Y)N Exxtral Supral Exxtral - Plus Anzahl der Bohrungen bei 80m/min Einsatz- / Werkzeugdaten Anzahl der Bohrungen bei 160m/min Werkstoff Vc (m/min) 80 / 160 IK (Ja/Nein) Ja Werkstoff f (mm) 0,14 Kühlmitteldruck (Bar) 40 Größe (LxTxH) 405x200x50 ap 20,4 Maschine DMC 65V Soll Rm 1000 N/mm² D (mm) 6,8 n (min-1) 3744 / 7489 Ist Rm 980 N/mm² Rundlauftoleranz unter 0,01 vf (m/min) 524 / 1048 Vorbearbeitung gefräst Kühlemulsion Avilub ca. 10% Eifeler Coatings + Technologie Wir nehmen Perfektion persönlich

13 SISTRAL - AlTiXN (Nanostrukturiert) SISTRAL der neue Standard für die Hartzerspanung Eifelers nanostrukturierte Hochleistungsschicht SISTRAL ist der neue Standard für die Hart-, Trocken- und Hochgeschwindigkeitsbearbeitung. SISTRAL zeichnet sich durch eine extrem hohe Oxidationsbeständigkeit und Warmhärte aus. Das alles Dank ihrer speziellen Schichtstruktur und Komposition, die auf der neuen Eifeler Beschichtungsanlage Alpha 400 entwickelt wurde. Diese speziellen Eigenschaften ermöglichen eine deutliche Leistungssteigerung bei Anwendungen, wo bisher Standard-AlTiN-Schichten favorisiert wurden. ANWENDUNGEN Zerspanungsaufgaben (Fräsen, Bohren, Drehen, Sägen etc.) unter Einsatzbedingungen, bei denen andere Schichten die Grenzen der thermischen und mechanischen Belastbarkeit erreichen. Hochleistungszerspanung von sehr abrasiven oder harten Materialien (Stahl > 54 HRC) im trockenen Hochgeschwindigkeitseinsatz. Auch beim Stanzen, z.b. von VA-Qualitäten, eignet sich diese nanostrukturierte Schicht sehr gut. SISTRAL Härte Maximale Einsatztemperatur Reibungskoeff. gegen Stahl ± 500 HV 900 C F 0,7 Schichtdicken 1-4 µm Farbe anthrazit Eifeler Coatings + Technologie Wir nehmen Perfektion persönlich Wirtschaftliche Vorteile Höhere Schnittgeschwindigkeiten Erhöhung der Standzeiten Bessere Oberflächenqualität Trockenbearbeitung Eigenschaften Extrem hohe Oxidationsbeständigkeit Hohe Warmhärte Chemische Beständigkeit Geringe Neigung zur Rissbildung Niedriger Wärmeleitungskoeffizient Extrem hohe Verschleißbeständigkeit

14 CrN - Chromnitrid Beschichtung von Eifeler CrN-Beschichtungen sind die beste Wahl für Anwendungen bei denen Abriebfestigkeit, Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit gefragt sind. CrN zeigt gute Gleiteigenschaften bei Minderschmierung. Die hohe Härte nebst sehr geringer Sprödigkeit ermöglichen es, dickere CrN-Beschichtungen mit sehr guten Hafteigenschaften abzuscheiden. Wo wird CrN eingesetzt? Schichteigenschaften Zerspanung Fräs-, Dreh-, Bohr- und Schneidwerkzeuge für die Bearbeitung von NE-Metallen, besonders Ti- und Cu-Legierungen Umformung Zieh-, Stanz-, Press- und Umformwerkzeuge für die Bearbeitung von NE-Metallen, speziell Ti- und Cu-Legierungen; Aluminium und Magnesium Druckguß Kunststoffverarbeitung Werkzeuge, die korrosivem und abrasivem Verschleiß unterliegen, z. B. durch aggressive und harte Füllstoffe. hohe Härte und Haftfestigkeit sehr gute chemische Beständigkeit geringer Reibungskoeffizient gegen Stahl hohe Temperaturbeständigkeit an Luft niedrige Spannung dickere Schichten möglich Härte Max. Einsatztemperatur Reibungskoeff. gegen Stahl Schichtdicken Farbe ± 200 HV 600 C F 0,3-0,4 1-6 µm silber-grau CrN Applikationsbeispiele: Stanzen von Cu Sn 6 Legierung Hochstellen von Kupferlegierungen Umformen und Stanzen von Al-Legierung Nach St. noch keine Verscheißerscheinungen! Anzahl der Umformungen unbeschichtet TiN TiCN TiAlN CrN Geschwindigkeit: 120 Hub / min. Materialdicke: 1.0 mm Material: Cu Sn 6 Legierung Schmiermittel: Standardöl Eifeler Coatings + Technologie Wir nehmen Perfektion persönlich Stückzahl unbeschichtet CrN Geschwindigkeit: 120 Hub / min. Materialdicke: 1.2 mm Material: AlMg5MnW27 Schmiermittel: Wisura Akamin

15 CrN Multilage + CrCN CrN-Beschichtungen sind die beste Wahl für Anwendungen bei denen Abriebfestigkeit, Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit gefragt sind. Die hohe Härte nebst sehr geringer Sprödigkeit ermöglichen es, dickere CrN-Beschichtungen mit sehr guten Hafteigenschaften abzuscheiden. Schichteigenschaften hohe Härte und Haftfestigkeit sehr gute chemische Beständigkeit geringer Reibungskoeffizient gegen Stahl hohe Temperaturbeständigkeit an Luft niedrige Spannung dickere Schichten möglich CrN Multilage - Chromnitrid Multilage Besonderheiten Deutlich verbesserte Korrosionsbeständigkeit durch Mehrlagen-Schichtaufbau (z.b. Kunststoffspritzguß: Verarbeitung von PVC oder Flammschutz) Kunststoffspritzguß Werkzeuge die korrosivem und abrasivem Verschleiß unterliegen, z.b. durch aggressive und harte Füllstoffe. Deutlich verminderte Belagsbildung. Umformung Zieh-, Stanz-, Press- und Umformwerkzeuge für die Bearbeitung von NE-Metallen, Speziell Ti und Cu-Legierungen Aluminium-Druckguß Formeinsätze und Kerne, welche korrosiv beansprucht werden. Deutliche Verbesserung der Entformung (in Verbindung mit Politur). CrCN - Chromcarbonitrid Härte Max. Einsatz- Temperatur Reibungskoeff. gegen Stahl Schichtdicken Farbe CrN Multilage ± 200 HV 0,3-0,4 600 C F Besonderheiten Deutlich verbesserte Gleiteigenschaften. Noch geringerer Reibungskoeffizient gegen Stahl im Vergleich zu CrN (durch Einlagerung von Kohlenstoff). 2-6 µm silber-grau CrCN ± 200 HV 0,2-0,3 CrN Multilage + CrCN Umformung Zieh-,Stanz-, Press- und Umformwerkzeuge für die Bearbeitung von NE- Metallen, speziell Aluminium, Ti und Cu-Legierungen Eifeler Coatings + Technologie Wir nehmen Perfektion persönlich

16 VARIO PLUS - Zirkoniumcarbonitrid ZrCN besitzt eine exzellente Beständigkeit gegen Korrosion und abrasiven Verschleiß, sticht hervor durch seine hohe Härte, durch seine tribologischen Eigenschaften und durch seine Zähigkeit. Gegenüber dem bekannten hellgelben ZrN weist das bräunliche ZrCN eine erhöhte Abriebfestigkeit auf, wie sie besonders beim Zerspanen von Si-haltigen Al-Legierungen gefordert ist. Zerspanung Die ZrCN-Beschichtung ist besonders geeignet für die Bearbeitung von Aluminium-Legierungen und eine gute Wahl für die Bearbeitung von nichteisenhaltigen Metallen. Hier kommt zum Tragen, dass die ZrCN-Schicht kaum mit Leichtmetallen kaltverschweißt. In Verbindung mit der hohen Härte bietet ZrCN deshalb eine hervorragende Lösung zum Zerpspanen für Si-haltige Al-Legierung bis etwa 8% Si-Gehalt. Für die Bearbeitung von Fiberglas, Nylon und die Mehrzahl der Polymerwerkstoffe wird die ZrCN- Schicht auch empfohlen. Zerspanungswerkzeug beschichtet mit VARIO PLUS Eigenschaften von VARIO PLUS Verschleißbeständigkeit hohe Härte exzellente Korrosionsbeständigkeit niedriger Reibungskoeffizient gute Haftung der Schicht Härte Maximale. Einsatztemperatur Reibungskoeff. gegen Stahl Schichtdicken Farbe ± 300 HV 600 C F 0,5 1-4 µm bräunlich-silbern Stanzen und Umformen Für Applikationen im Bereich der Leichtmetalle, bei denen die TiN- Beschichtung zu Kaltaufschweißungen führt. Und dort, wo ein erhöhter Korrosionsschutz bei gleichzeitig hohem Abriebwiderstand gefordert ist. VARIO PLUS Beschichtungsprozess Die ZrCN-Schicht wird mittels Eifeler Arc-Technologie hergestellt. Diese erlaubt die haftfeste Beschichtung von Substraten wie VHM, HSS und vielen anderen Werkstoffen bei Temperaturen bis 450 C. Eifeler Coatings + Technologie Wir nehmen Perfektion persönlich

17 ZrCN - Zirkoniumcarbonitrid ZrCN besitzt eine exzellente Beständigkeit gegen Korrosion und abrasiven Verschleiß, sticht hervor durch seine hohe Härte, durch seine tribologischen Eigenschaften und durch seine Zähigkeit. Gegenüber dem bekannten hellgelben ZrN weist das bräunliche ZrCN eine erhöhte Abriebfestigkeit auf, wie sie besonders beim Zerspanen von Si-haltigen Al-Legierungen gefordert ist. Zerspanung Die ZrCN-Beschichtung ist besonders geeignet für die Bearbeitung von Aluminium-Legierungen und eine gute Wahl für die Bearbeitung von nichteisenhaltigen Metallen. Hier kommt zum Tragen, dass die ZrCN-Schicht kaum mit Leichtmetallen kaltverschweißt. In Verbindung mit der hohen Härte bietet ZrCN deshalb eine hervorragende Lösung zum Zerpspanen für Si-haltige Al-Legierung bis etwa 8% Si-Gehalt. Für die Bearbeitung von Fiberglas, Nylon und die Mehrzahl der Polymerwerkstoffe wird die ZrCN- Schicht auch empfohlen. Eigenschaften von ZrCN Verschleißbeständigkeit hohe Härte exzellente Korrosionsbeständigkeit niedriger Reibungskoeffizient gute Haftung der Schicht Härte Maximale. Einsatztemperatur Reibungskoeff. gegen Stahl Schichtdicken Farbe ± 300 HV 600 C F 0,5 1-4 µm bräunlich-silbern ZrCN Zerspanungswerkzeug beschichtet mit ZrCN Stanzen und Umformen Für Applikationen im Bereich der Leichtmetalle, bei denen die TiN- Beschichtung zu Kaltaufschweißungen führt. Und dort, wo ein erhöhter Korrosionsschutz bei gleichzeitig hohem Abriebwiderstand gefordert ist. Beschichtungsprozess Die ZrCN-Schicht wird mittels Eifeler Arc-Technologie hergestellt. Diese erlaubt die haftfeste Beschichtung von Substraten wie VHM, HSS und vielen anderen Werkstoffen bei Temperaturen bis 450 C. Eifeler Coatings + Technologie Wir nehmen Perfektion persönlich

18 VARIANTIC - Titanaluminiumcarbonitrid Die multifunktionale Mehrlagenschicht Anwendungen Hervorragende Ergebnisse bei der Zerspanung, in der Umformung und beim Stanzen bzw. Feinschneiden. Der temperaturbeständige Unterbau aus TiAlN in Verbindung mit der harten und gleitgünstigen TiCN-Toplage ergibt eine Kombination, die bei vielen Anwendungen deutliche Vorteile bringt. Im Bereich der Umformung erhält man eine weitere Verbesserung des Ergebnisses bei Verwendung von DUPLEX- VARIANTIC. In Zahlen: Härte ± 500 Farbe Reibkoeffizient gegen Stahl Maximale Einsatztemperatur altrosa 0,2 800 C F Schichtdicke 1) 2-4 µm Aufbau Multilagen Vorteile und Schichteigenschaften Abscheidbar auf HSS und Hartmetall Deutliche Reibungsreduzierung Multilagenstruktur Hohe Verschleißbeständigkeit Zäh, hart und bis 800 beständig Werkstück: Warmband DD 13, 3 mm, N/mm2 Werkzeug: PM-Stahl, HRc, Ø170 mm x 150 mm VARIANTIC Zerspanungswerkzeuge mit VARIANTIC TiN TiCN VARIANTIC Standmengen-Vergleich: Umformen von Warmband DD-13

19 DUMATIC - Titancarbid Höchste Härte und Abriebfestigkeit für das Umformen Umformtechnik Zieh-, Stanz-, Press- und Umformwerkzeuge für die Bearbeitung von hochlegierten Chrom/Nickel Werkstoffen und ähnlichen Anforderungen. Aufgrund der hohen Härte besonders geeignet für das Kaltverformen und das Schneiden von hochfesten Blechen und bei Kaltmassiv- Umformprozessen mit hohen Flächenpressungen. Die DUMATIC -Schicht zeigt eine sehr geringe Neigung zum Kaltverschweisßen mit hochlegierten rostfreien Stahl-Qualitäten. Bedingt durch die relativ geringe Oxidationsbeständigkeit ist DUMATIC nicht geeignet für höhere Kontakttemperaturen, wie sie z.b. bei der Halbwarmumformung auftreten können. Die mittels PVD-Verfahren bei ca. 450 C hergestellte DUMATIC -Beschichtung wird ohne Verzug am Werkzeug abgeschieden und polierte Oberflächen werden nicht aufgeraut. Eifeler Wir nehmen Perfektion persönlich Schichtaufbau Diese Schicht vereint die Vorzüge von Duplex-TiCN und von FORMATIC. Die neue DUMATIC-Schicht wird immer als Duplex-Variante herstellt, also mit einem Plasmadiffusionsprozess des Grundwerkstoffes. Die Schicht selber hat einen strukturierten Multilagenaufbau mit hohem Anteil an TiC (ca HV!). Die oberste Lage ist als gleitgünstige und farbige Decklage ausgebildet. Härte Maximale Einsatztemperatur Reibungskoeff. gegen Stahl Schichtdicken Farbe ± 500 HV 400 C 750 F 0, µm rötlich-grau DUMATIC

20 TIGRAL Aluminium-Chrom-Titannitrid Abriebfestigkeit und hohe thermische Beständigkeit Eigenschaften Diese Schicht auf Basis von AlCrTiN zeichnet sich durch ihre hohe Warmhärte, ihre Oxidationsbeständigkeit und ihre Abriebfestigkeit aus. Diese Eigenschaften sind auf einen nanostrukturierten Aufbau zurückzuführen, der speziell bei Scherbelastungen die Rissfortpflanzung innerhalb der Beschichtung minimiert. Umformmatrize , Gewicht ca. 700 kg: poliert und DUPLEX-TIGRAL-beschichtet mit 5 µm Blechbearbeitung Bei der Warmumformung von Blechen oder Massivmaterial zeichnet sich TIGRAL besonders aus. Hier kommen die vorzügliche Warmhärte sowie die Oxidationsbeständigkeit zum Tragen, aber auch die erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber der Ausbreitung von Mikrorissen in der Schicht, die bei derartigen Belastungen oft das wesentliche Ausfallkriterium darstellt. Auch im Bereich der Kaltumformung von Blechen zeigt die TIGRAL- Beschichtung ihre Eignung: hohe Abriebbeständigkeit bei geringer Neigung zum Kaltverschweißen mit Stahl. TIGRAL Zerspanung Auch bei der Trocken-Zerspanung haben sich die besonderen Eigenschaften von TIGRAL bewährt. Beim unterbrochenen Schnitt kann durch diese Beschichtung der Bereich zu höheren Kontakttemperaturen zwischen Span und Schneidkeil erschlossen werden. Aber auch beim Reiben insbesondere von mittelund höher-legierten Stählen ist die TIGRAL- Beschichtung sehr vorteilhaft einsetzbar. In Zahlen: Härte Maximale Einsatztemp. Reibungskoeff. gegen Stahl Schichtdicken Farbe TIGRAL 3300 ± 300 HV 900 C 1652 F 0,6 3-5 µm dunkel grau

21 TOPMATIC - Titanaluminiumnitrid Abriebfestigkeit und hohe Haftfestigkeit Eigenschaften Diese Schicht auf Basis von TiAlN ist relativ zäh und kann deswegen auch in vergleichsweise hohen Schichtdicken abgeschieden werden. Die Haftfestigkeit der Beschichtung ist ausgezeichnet. Schnittbuchsen aus : beschichtet mit TOPMATIC, 8 µm dick Anwendungen Überall da, wo ein gleichmäßiger abrasiver Verschleiß vorliegt, kann man mit TOPMATIC das entscheidende Plus an Standzeit erhalten. Die zähe Schichtstruktur zusammen mit der Härte von immerhin HV bei den für PVD- Schichten ungewöhnlich dicken Schichten bieten ein enormes Verschleißpolster. Beim Umformen und Schneiden von Stahlblech genauso wie bei der Kaltmassivumformung zeigen sich die Vorteile von TOPMATIC. Für die Bearbeitung von hochfesten Stählen empfehlen wir Schichten mit höherer Härte, wie z.b. TiCN, VARIANTIC oder FORMATIC. Eifeler Coatings + Technologie Wir nehmen Perfektion persönlich PVD oder CVD? Die CVD-Schichten sind bzgl. Haftfestigkeit und Verschleißreserve kaum zu überbieten. Allerdings bewirken die hohen Beschichtungstemperaturen Maßänderungen an den Werkzeugen, die den Anwendungsbereich der CVD- Schichten stark einschränken. Hier kann die TOPMATIC die Lücke zwischen PVD und CVD in bestimmten Fällen deutlich verkleinern: Haftfestigkeit und Schichtdicke sind fast auf dem Niveau der CVD-Schichten! Und das bei Beschichtungstemperaturen von < 500 C, so dass sich die Werkzeugabmessungen bei entsprechend wärmebehandelten Stählen nicht verändern. Härte Maximale Einsatztemp. Reibungskoeff. gegen Stahl Schichtdicken Farbe TOPMATIC ± 300 HV 700 C F 0, µm aubergine TOPMATIC

22 Eifeler-Duplex-Behandlung Duplex-Behandlung nennen wir die Kombination eines thermochemischen Prozesses mit der nachfolgenden Abscheidung einer Eifeler-PVD-Schicht. Ein Anwendungsschwerpunkt, für den diese Vorgehensweise derzeit regelmäßig und erfolgreich gewählt wird, sind Werkzeuge für die Umformung hochfester Blechwerkstoffe. Kombiniert wird hierbei mit den Schichtsystemen VARIANTIC oder TiCN. Mit der Duplex-Behandlung ergeben sich folgende Vorteile: Eine erhöhte Stützwirkung für die Hartstoffschichten. z.b mit HV unter der Hartstoffschicht Eine Hochglanzpolitur bleibt erhalten Die Aufnahmefähigkeit für Druckbelastungen steigt deutlich an! Dies wirkt sich positiv bei der Bearbeitung von z. B. hochfesten Blechen aus. Durch die Beschichtungstemperatur von unter 500 C bleibt die hohe Maßgenauigkeit Ihrer Werkzeuge erhalten. 66,5 HRc Nitrierhärtetiefe ca. 50 µm ca. 59,3 HRc Grundmaterial Duplex-Behandlung Duplex-Kombinationen je nach Anwendungsfall, z.b.: Duplex-VARIANTIC Duplex-EXXTRAL Duplex-TiCN Duplex-CrN Duplex-VARIANTIC beschichtetes Umformwerkzeug

23 MoST TM Feststoffschmierschicht auf Basis von MoS 2 zur Reibungsminderung auf harten PVD- oder CVD-Schichten Beschichtungstemperatur Anwendungsbereiche: in Kombination mit jeder beliebigen PVDoder CVD-Hartstoffschicht anzuwenden harte Unterschicht erforderlich bei besonders starker Adhäsion und zur Schmiermittelreduzierung Umform- und Schnittwerkzeuge für rosfreie Stähle, Buntmetalle und Aluminiumlegierungen, auch Al-Massivumformung für Zerspanungswerkzeuge mit Problemen bei der Spanabfuhr, Aufbauschneidenbildung oder anderen Materialverklebungen bei schlechtem Fließverhalten oder großen Abstreifkräften In Zahlen: Abscheideverfahren PVD - Sputtern < 200 C Vorteile: weitere Verbesserung des Gleitverhaltens auf harten PVD- oder CVD-Schichten gegen Teilereißen beim Tiefziehen oder Kopfreißer an Schneidstempeln Verringerung von Kaltaufschweißungen und Abstreifkräften dadurch Erhöhung der Prozeßsicherheit Reduzierung des Schmiermitteleinsatzes Verringerung von Flitterbildung die Stahlauswahl richtet sich nach den Temperaturerfordernissen der Unterschicht. MoST TM Schichtaufbau MoS 2 -Basis Schichtdicke [µm] 1 µm Härte [HV 0,01] Reibbeiwert gegen Stahl (trocken) Farbe < 500 HV 0,1 anthrazit Einsatztemperatur max. 400 C Klebeneigung gegen Al-Legierungen chemische Beständigkeit keine gut Eifeler Coatings + Technologie Umformwerkzeug: CVD TiN/TiC + MoST Wir nehmen Perfektion persönlich

24 SUCASLIDE - Die Carbon-Schicht von Eifeler Amorphe Kohlenstoffschicht für den Einsatz auf Werkzeugen, Lagern und Präzisionsbauteilen SUper CArbon SLIDE ist eine metallhaltige, amorphe Kohlenstoffschicht (a-c:me) von Eifeler. Diese PVD-Schicht weist alle Vorzüge einer modernen reibungsreduzierenden Beschichtung auf: - gute Haftfestigkeit - ausreichende Schichtdicke (ca. 2µm) - sehr dichter und glatter Schichtaufbau - hohe Härte - niedriger Reibungskoeffizient - biokompatibel. Anwendungen Umform- und Zerspanungswerkzeuge für NE-Metalle, insbesondere Aluminium (z.b. IHU) Spritzgießwerkzeuge - sowohl für die Formflächen als auch für Schieber und Auswerfer (völliger Trockenlauf möglich) Kombination mit anderen PVD- und CVD-Hartstoffschichten möglich Präzisionsbauteile, Motor- und Getriebeteile, Zahnräder, Lager- und Ventilteile, Dicht- und Führungselemente Papiermesser, Industrieklingen Sägeblätter für Verbundwerkstoffe Bauteile der Lebensmittel- und Kältetechnik (Trockenlauf) Medizintechnik Umformwerkzeug für die Aluminium-Bearbeitung Vorteile wesentliche Verbesserung des Gleitverhaltens gegenüber herkömmlichen PVD-Schichten (sowohl bei der Trockenbearbeitung als auch bei Minimalmengenschmierung ergibt sich eine deutliche Verbesserung) Verringerung von Adhäsion, beide Reibpartner werden geschützt. Begünstigung des Einlaufverhaltens bei Werkzeugen und Präzisionsbauteilen Verbesserung der Notlaufeigenschaften für niedrig angelassene Stähle geeignet (Einsatz-, Feder- und Kugellagerstähle) Schneidstempel Eigenschaften: Abscheideverfahren Schichtaufbau PVD - Magnetron- Sputtern < 200 C Beschichtungstemperatur Metall- Kohlenstoffschicht Schichtdicke [µm] 2,0 ± 0,5 Härte [HV 0,01] Reibwert gegen Hartmetall (trocken) Farbe 0,05-0,1 schwarz Einsatztemperatur max. 400 C Klebeneigung gegen Al-Legierungen chemische Beständigkeit sehr gering sehr gut SUCASLIDE

25 CVD - Beschichtung Die Hochtemperaturbeschichtung (CVD, engl. Chemical Vapour Disposition) bedeutet, mit Ausnahme von Hartmetall, eine umfassende Wärmebehandlung der fertig beschichteten Werkzeuge. Wärmebehandlung von Werkzeug- und Schnellarbeitsstählen Alle zu härtenden Stähle haben ein werkstoffspezifisches Maßänderungsverhalten, das durch die Art der Wärmebehandlung beeinflußbar und bei manchen ledeburitischen Chromstählen sogar befriedigend steuerbar ist. Bei den ledeburitischen Chromstählen hat sich für beschichtete Werkzeuge in den letzten Jahren der Werkstoff herauskristallisiert. Denn dieser Werkstoff ist in seiner Härte und in seinem Maßänderungsverhalten durch unterschiedliche Anlaßtemperaturen gut zu beeinflussen. Natürlich sind auch HSS oder PM Stähle CVD beschichtbar. Grundvoraussetzung: Austenitisierungstemperatur > 1000 C. Das Maßänderungsverhalten, welches bei der CVD-Beschichtung auftritt, ist geringer, wenn die Werkzeuge vorab einer optimalen Wärmebehandlung unterzogen werden. Diese sollte, wenn möglich, unter Schutzgas oder im Vakuum stattfinden. Je nach Austenitisierungstemperatur sollten mehrere Vorwärmestufen durchgeführt werden. Die entsprechenden Austentisierungstemperaturen sind in einschlägigen Regelwerken oder Katalogen der Werkzeugstahl-Hersteller aufgeführt. Weitere ausführliche Hinweise über Werkzeugstähle und deren Wärmebehandlungen sind der DIN zu entnehmen. Bei der Abkühlung von der Austenitisierungstemperatur sollte ein möglichst mildes Abschreckmedium angewandt werden. Dabei ist zu beachten, daß die Abkühlung so schnell erfolgt, daß der Gefügebestandteil Perlit oder Bainit nicht entsteht. Damit die Abkühl- und Umwandlungsspannungen durch Überlagerung in der Addition nicht zu hoch werden, empfiehlt es sich, die Werkzeuge nicht bei Raumtemperatur, sonder bei ca C abzufangen. Um die Volumenänderung so gering wie möglich zu halten, ist eine auf das spezielle Maßänderungsverhalten angepaßte Vorwärmebehandlung vor der Beschichtung von großer Bedeutung. Hier ist eine frühzeitige Abstimmung zwischen Werkzeughersteller und dem Beschichtungszentrum ein wichtiger Aspekt. Die Durchführung der Wärmebehandlung beim Beschichter bietet eine maximale Prozeßsicherheit. Der Werkzeughersteller sollte für die Beschichtung nachfolgende Punkte mit angeben: - Angabe des Werkstoffes - Sollmaße mit Angabe der Toleranzen - Konstruktive mikrogeometrische oder topographische Zeichnungsergänzungen - Bei Werkzeuganlieferung zur Beschichtung sollten diese Angaben feststehen, oder es muß auf Abweichungen zu den Zeichnungen deutlich hingewiesen werden. CVD - Beschichtung Hartmetalle und CVD-Beschichtung Häufiger kommt es vor, daß unzureichende Druckfließgrenze, Warmfestigkeit oder Elastizitätsmodul der Werkzeugstähle den Beanspruchungen im Einsatz nicht gerecht werden. In diesen Fällen werden immer häufiger Hartmetalle als Werkstoffe verwendet. Bei der Beschichtung von Hartmetallen entstehen keine Maßänderungen. Denn thermisch bedingte Maßänderungen treten bei heißisostatisch gepreßten Werkstoffen in der Praxis nicht auf. Prospekt Eifeler Techniken 2.1 2/2010

26 CVD - Beschichtung Gestaltung der Funktionsflächen Ein wichtiger Aspekt für eine optimale Beschichtung ist die Funktionsflächengestaltung. Die Funktionsflächen sind grundsätzlich im Sinne gleitgünstiger und schmierfilmfördernder Topographie zu gestalten. Rauhtiefen Rz = 0,4 1,2 µm liefern für die Stahlumformung gute Ergebnisse. Solche geringen Werte für die Rauhtiefe an den Arbeitsflächen werden durch gezielte Oberflächenbearbeitung realisiert. Diese Oberflächen-Feinbearbeitungen können entsprechend den speziellen Erfordernissen bzw. nach Zeichnungsangaben bei der Firma Eifeler durchgeführt werden. Die Fachleute von Eifeler polieren die Funktionsflächen des Werkzeuges auf die erforderlichen Rauhtiefenwerte. Um Kantenverrundungen auszuschließen, geschieht dies bei einzelnen Segmenten mittels spezieller Vorrichtungen oder bei Großwerkzeugen auch im komplett zusammengebauten Zustand. Nach dem Beschichten des Werkzeuges erfolgt eine abschließende Hochglanz-Politur. In jedem Fall sollte aber in den Funktionsflächen zumindest eine Rauheit von Rz < 3µm angestrebt werden. Die Beschichtungstemperaturen von C erfordern bei Werkzeugen aus Stahl ein dem Beschichten nachfolgendes Härten und Anlassen. Aufgrund dieser Vorgehensweise kommen nur Stähle in Frage, die im Vakuum gehärtet werden können. Da die keramischen Schichten sehr dünn sind und keinesfalls maßkorrigierend zu bearbeiten sind, muß die Wärmebehandlung der Werkzeuge toleranzgenau erfolgen. Daher ist es zum Teil zwingend erforderlich, daß vor dem Beschichtungsablauf frühzeitig über gewisse Korrekturmaße (Abstimmung zwischen Werkzeughersteller und Beschichter) gesprochen werden muß. Paßmaße nicht funktioneller Flächen sollten mit Aufmaß ausgeführt werden und nachträglich nach der Beschichtung fertig bearbeitet werden. Beschichtungsablauf Das chemische Abscheiden von Hartstoffen aus der Gasphase (CVD) erfordert einen hohen technischen Aufwand von Geräten und Regeleinrichtungen. Damit ist es möglich, die Reaktionspartner unter Einhaltung der notwendigen Prozeßparameter auf der Substratoberfläche in gewünschter Weise reagieren zu lassen. Die unterschiedlichen Schichtsysteme bestehen aus Karbiden, Nitriden und Oxiden, d.h. aus oxidischen Keramikstoffen, deren Phasen mehrheitlich ineinander vollständig löslich sind und gute Voraussetzung für die schwerlasttaugliche Schichttechnik bieten. Mit dem Hochtemperatur- Beschichtungsverfahren sind diese Schichtsysteme in ihrer großen Variationsvielfalt industriell gut beherrschbar. CVD - Beschichtung Die hohen Beschichtungstemperaturen ( C) bieten Vorteile in Bezug auf Diffusion und Entspannung. Die eigentliche Stärke der bei hohen Temperaturen aufwachsenden Schichten liegt in Ihrer sicheren, hochfesten Haftung auf den Trägerwerkstoffen. Ihre Haftfestigkeit wird bei geeigneter Prozeßführung selbst durch beschichtungswidrige Eigenschaften der Funktionsflächen (Weichfleckigkeit, Oxydation, Ausgasung, Poren) nur bedingt beeinträchtigt. Haftsicherheit, auch bei höchster Belastung, ist somit das eigentliche Qualitätsmerkmal dieser Schichtsysteme. Prospekt Eifeler Techniken 2.1 2/2010

27 Die CVD-Schichten der EIFELER-GRUPPE Eigenschaften und Anwendungen TiC TiC/TiN TiN/TiC Material Titancarbid Titancarbid/Titannitrid Titannitrid/Titancarbid Monolage Multilagen Multilagen Härte (HV 0,05 ) ± ± ± 300 Reibungskoeff. gegen Stahl Schichtdicken 1) Farbe Allgemeine Charakteristik Bevorzugte Anwendungen 0,2 bis 9 µm 300 C 500 F metallisch grau Extrem hohe Härte und sehr gute Haftfestigkeit, aber relativ spröde Anwendungen bei denen der abrasive Verschleißwiderstand im Vordergrund steht Metallumformung, Schwerpunkt Edelstahl auch auf Hartmetallwerkzeugen mit angepasster Schichtdicke 0, µm 500 C 900 F gold Max. Einsatztemperatur Allround- Beschichtung Bearbeitung / Zerspanung eisenbasierter Materialien Metallumformung auch auf Hartmetallwerkzeugen mit angepasster Schichtdicke 0,2 bis 9 µm 450 C 800 F metallisch grau Hohe Härte, exzellenter Verschleißwiderstand, verbesserte Zähigkeit Metallumformung bei hohen Blechdicken und abrasiven Materialien Umformung hochund höchstfester Blechwerkstoffe CVD-Schichttabelle 1) Abhängig von Anwendung und Substratwerkstoff auch in anderen Schichtdicken Eifeler Coatings + Technologie Wir nehmen Perfektion persönlich Prospekt Eifeler Schichtsysteme 2.1 2/2010

28 CVD-Beschichtungsanlagen Standorte: Eifeler Süd-Coating GmbH, Ettlingen Eifeler Werkzeuge GmbH, Düsseldorf Beschichtungsvolumen: Ø 560 x 890 mm schnellere Auftragsabwicklung enormer Kapazitätszuwachs verbesserte Schichtqualität Anwendungen: Schichtsysteme: Ziehwerkzeuge Monolayer TiC: ca HV Stanzwerkzeuge Multilayer TiC: ca HV Presswerkzeuge Multilayer TiC/TiN: ± 300 HV Umformwerkzeuge Multilayer TiN/TiC: ± 300 HV Merkmale: gleichmäßige Schichtdickenverteilung auch in Bohrungen sehr gute Schichthaftung exzellenter Verschleißschutz Schichtdicke je nach Schichtsystem bis zu 10 µm bedingte Korrosionsbeständigkeit Prospekt Eifeler Schichtsysteme 2.1 2/2010 CVD-Beschichtungen

29 CVD - TiC Titancarbid, die Schicht mit extrem hoher Härte Die Titancarbid-Schicht weist folgende Eigenschaften auf: - extrem hohe Härte - höhere Schichtdicken gegenüber PVD-Schichten - sehr gute Haftfestigkeit Wo wird TiC eingesetzt? TiC Zieh-, Stanz-, Preß- und Umformwerkzeuge für die Bearbeitung von Fe-Metallen und Stahlblechen; besonders geeignet für die Verarbeitung von rostfreiem Edelstählen. Dekor: Für silber-metallische Oberflächen, die eine hohe Abriebfestigkeit aufweisen müssen. Besonderheiten: Durch die extrem hohe Härte von TiC ergeben sich gerade im Bereich der Metallumformung starker Bleche deutliche Standzeitverbesserungen. Die CVD-Beschichtungstechnik sorgt für höchste Haftfestigkeit und Verschleißreserve bei Werkzeugen, die bzgl. der Maßhaltigkeit nicht zu kritisch sind. Nach der Beschichtung sorgt eine Hochglanz-Politur der Funktionsflächenfür reibungsmindernde und schmierfilmfördernde Oberflächen. In Zahlen: Eifeler Coatings + Technologie Wir nehmen Perfektion persönlich Härte Maximale Einsatztemperatur Reibungskoeff. gegen Stahl ± 500 HV 300 C 500 F 0,2 Schichtdicken bis 9 µm Farbe metallisch-grau

30 CVD TiC/TiN Titancarbid/Titannitrid Die Kombinationsschicht Titancarbid/Titannitrid ist eine seit langem bewährte Standardschicht. Schichteigenschaften sehr hohe Härte hinreichende Zähigkeit sehr gute Haftfestigkeit Wo wird TiC/TiN eingesetzt? Zieh-, Stanz-, Preß- und Umformwerkzeuge für die Bearbeitung von z. B. aluplattierten oder verzinkten Blechen in der Automobilindustrie. Besonderheiten: Die Verbindung von sehr hoher Härte, ausreichender Zähigkeit und höheren Schichtdicken ergibt im Bereich der Metallumformung starker Bleche deutliche Standzeitverbesserungen. Die CVD- Beschichtungstechnik sorgt für höchste Haftfestigkeit und Verschleißreserve bei Werkzeugen, die bezüglich der Maßhaltigkeit nicht zu kritisch sind. TiC/TiN Zerspanung: Für Wendeschneidplatten in der Zerspanung beim Schruppen von nicht zu festen Stählen. Eifeler fährt hier einen speziellen angepassten Prozess, der neben der hohen Schichtdicke von ca. 8 µm auch eine sehr glatte Oberfläche produziert. Eifeler Coatings + Technologie Wir nehmen Perfektion persönlich In Zahlen: Härte Maximale Einsatztemperatur Reibungskoeff. gegen Stahl ± 300 HV 500 C 900 F 0,6 Schichtdicken 6-10 µm Farbe gold

31 CVD TiN/TiC Titannitrid/Titancarbid Die Kombinationsschicht Titannitrid/Titancarbid ist eine seit langem bewährte Standardschicht. Schichteigenschaften sehr hohe Härte hinreichende Zähigkeit sehr gute Haftfestigkeit Wo wird TiN/TiC eingesetzt? Zieh-, Stanz-, Preß- und Umformwerkzeuge für die Bearbeitung von Fe-Metallen und Stahl-Blechen; besonders geeignet für die Verarbeitung von dickeren Blechen bei hohen Flächenpressungen Dekor: Für silbern-metallische Oberflächen, die eine hohe Abriebfestigkeit aufweisen müssen. Besonderheiten: Die Verbindung von sehr hoher Härte, ausreichender Zähigkeit und höheren Schichtdicken ergibt im Bereich der Metallumformung starker Bleche deutliche Standzeitverbesserungen. Die CVD- Beschichtungstechnik sorgt für höchste Haftfestigkeit und Verschleißreserve bei Werkzeugen, die bezüglich der Maßhaltigkeit nicht zu kritisch sind. Gegenüber TiC/TiN mit höherer Härte und noch ausreichender Duktilität. TiN/TiC Abscheidetechnik: Das Aufbringen der Schichten erfolgt nach dem CVD-Verfahren bei ca C. Dies gewährleistet höchste Haftfestigkeit. Die durch das CVD-Verfahren möglichen höheren Schichtdicken von bis zu 10 Mikrometern stellen bei vielen Anwendungen eine willkommene Verschleißreserve dar. In Zahlen: Härte Maximale Einsatztemperatur Reibungskoeff. gegen Stahl ± 300 HV 450 C 800 F 0,2 Schichtdicken bis 9 µm Farbe Eifeler Coatings + Technologie Wir nehmen Perfektion persönlich grau metallisch

32 Vakuumhärten Härten und Beschichten Als erfahrener Werkzeugbeschichter von PVD- und CVD-Hartstoffbeschichtungen, bieten wir Ihnen noch zusätzlich den Service des Vakuumhärtens an. Wir betreiben modernste Vakuumwärmebehandlungsanlagen der Firma Schmetz, da eine einwandfreie Härtung Voraussetzung für die optimale Qualität von Werkzeugbeschichtungen ist. Vorteile durch das Vakuumhärten: o geringe Maßänderung o geringe Nacharbeit o geringer Verzug o metallisch glänzende Oberfläche Qualität ist unsere Maxime Modernste Technik in Verbindung mit langjähriger Erfahrung in den Bereichen Werkzeugbeschichtung und Vakuumhärten, sichern Ihnen höchste Qualität bei umfassendem Service: o Wärmebehandlung o Oberflächenanalytik o Polieren von Werkzeugen o Meßtechnik Bei uns stimmt der Service o qualifizierte Beratung o kurze Lieferzeiten o fachgerechte Ausführung der Arbeiten o Fahrdienst (nach Absprache) Unsere Flexibilität - Ihr Vorteil Die Lieferzeiten betragen in der Regel nicht länger als 3-6 Arbeitstage. Lieferungen sind nach Absprache auch kurzfristig bis hin zum Schnellschuß möglich. Vakuumhärten Eifeler Coatings + Technologie Wir nehmen Perfektion persönlich Prospekt Eifeler Schichtsysteme 2.2 2/2010