OVERFLADEBELÆGNING - PRODUKTKATALOG UDDEHOLM A/S

OVERFLADEBELÆGNING - PRODUKTKATALOG
UDDEHOLM A/S
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
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-40595 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. 76 32 22 14
[email protected]
Ekstern teknisk information og rådgivning mv.
Distriktschef Svend-Erik Petersen
Distriktschef Per Stamp
Mobil 40 84 04 27
Mobil 24 60 62 82
[email protected]
[email protected]
PVD BELÆGNINGER
Mikrohårdhed
HV0.05
Eifeler
belægning
Materiale
CrCN
CrCN
(multilayer)
CrN
[Duplex]
CrN
(multilayer)
2000±200
CROSAL®
[Duplex]
AlCrN
3200±300
2300±200
Oxidation
Friktions- Belægn. temp.
værdi
tykkelse
(Belægnings(mod stål)
[μm]
temperatur)
Farve
Generelle egenskaber
Applikationsområder
Sølvgrå
Lave spændinger, optimeret
vedhæftningsevne, gode
korrosionsbeskyttende
egenskaber, god slidstyrke.
Velegnet til snit/stans, formgivning
og bearbejdning af non-ferro
metaller (kobber, aluminium) med
indhold af slidende partikler (Si).
Varmsmedning (ved lav kontakt-tid).
Lave spændinger, optimeret
vedhæftningsevne, gode
korrosionsbeskyttende
egenskaber.
Anvendes til plastformværktøj.
Velegnet til bearbejdning af
klæbende og bløde non-ferro
metaller (kobber, aluminium).
0,2 - 0,3
2-6
600°C
(480°)
0,3 - 0,4
1-6
600°C
(480°)
(LT 200°C)
Sølvgrå
0,45
2-5
1100°C
(480°C)
Skiffergrå
Snit/stans, formgivning og finstans
Høj oxidationsmodstand, høj af abrasive materialer og rustfast
varmehårdhed, høj slidstyrke. stål.
Højtemperatur-applikationer.
Formgivning af tyndt og blødt
materiale.
Træk og formgivning af højtlegeret
CrNi-stål.
Snit/stans af tyk stålplade og
massiv formgivning af stål.
DUMATIC
Duplex
TiC
(multilayer)
3700±500
0,25
3-5
400°C
(480°)
Sølvgrå
Meget stor hårdhed, optimeret vedhæftningsevne, lav
friktionskoefficient, god til
adhæsiv slitage.
EXXTRAL®
PLUS
AlTiN
(stacked)
3200±300
0,4
2-5
800°C
(480°)
Antracit
Stor hårdhed, høj oxidationsmodstand, lav friktionskoefficient.
Snit/stans og formgivning af
abrasive eller klæbende materialer
(rustfast stål, Si-rige Al legeringer).
MoSTTM
MoS2 : Me
500 - 1000
≤0,1
1
400°C
(<200°)
Mørk grå
Høje glideegenskaber, lavt
abrasivt slid, lav friktionskoefficient.
I kombination hård PVD belægning.
Reduceret friktionsslitage.
SISTRAL®
AlTiN
(nanostructured)
3400±500
0,7
2-4
900°C
(480°)
Antracit
Sort
SUCASLIDE®
a-C : Me
DLC
1800 – 2000
0,2
1-2
400°C
(<200°)
High performance coating for høj
Høj oxidationsmodstand, høj
procestemperatur.
varmehårdhed, høj slidstyrke.
Fremragende for finstans af stål.
Høje glideegenskaber,
reduceret adhæsivt slid,
biokompatibel, gode
korrosionsbeskyttende
egenskaber.
Præcisions- og sliddele.
Snit/stans og formgivning ved reduceret smøring.
Klip og formgivning af
aluminiumsplade, <1 mm.
Stor hårdhed, fremragende
slidstyrke, forbedret sejhed.
Snit/stans, formgivning og finstans
af abrasive materialer og rustfast
stål.
TiCN
TiCN
(multilayer)
3500±500
0,2
2-4
400°C
(480°C)
Blågrå
TIGRAL
[Duplex]
AlCrTiN
(nanolayer)
3300±300
0,6
3-5
900°C
(480°)
Grå
Alle bearbejdningsapplikationer af
Høj oxidationsmodstand, høj stål, ved dominerende abrasivt slid
varmehårdhed, høj slidstyrke. og høje temperaturer.
Duplex foretrækkes til trykstøbning.
TiN
TiN
2300±200
0,6
2-4
500°C
(480°C)
(LT 200°C)
Guld
Allround belægning,
bio-kompatibel.
Snit/stans og formgivning af
jernbaserede materialer.
Anvendes til plastformværktøj.
TOPMATIC
Duplex
TiAlN
2800±200
0,4
5-9
800°C
(480°)
Aubergine
God sejhed, god oxidationsmodstand, høj slidstyrke.
For applikationer i massiv
formgivning og dybtræk af stål.
For store tykkelser.
VARIANTIC
[Duplex]
TiAlCN
(multilayer)
3500±500
0,2
2-4
800°C
(480°)
VARIO PLUS
ZrCN
(multilayer)
3100±300
0,5
1-4
600°C
(480°)
[Duplex]: Belægningen kan leveres med Duplex behandling
Lav friktionskoefficient, høj
Gammelrosa oxidationsmodstand, god til
abrasiv slitage.
Brunsølv
High performance universal
coating for træk- og formgivning af
højt- og lavtlegeret stål.
Specielt velegnet til tykke
materialer, brudstyrke >500 N/mm2.
Formgivning af non-ferro metaller.
God til adhæsiv slitage, gode
Mg trykstøbning.
korrosionsbeskyttende
Bearbejdning af aluminium med højt
egenskaber.
indhold af Si.
PVD ULTRAFINE
Eifeler
belægning
Materiale
Generelle egenskaber
Applikationsområder
EXXTRAL®
ultrafine
AlTiN
(stacked)
Samme egenskaber som EXXTRAL PLUS + unik
homogen struktur og meget glatte overflader.
Udviklet til skærende bearbejdning. Boring/fræsning/drejning hvor store mekaniske
og termiske påvirkninger opstår. HSC (High Speed Cutting) uden brug af køle-/
skærevæske.
SISTRAL®
ultrafine
AlTiN
(nanostructured)
Samme egenskaber som SISTRAL + unik homogen
struktur og meget glatte overflader.
Udviklet til skærende bearbejdning. HSC (High Speed Cutting) af meget abrasive
materialer og/eller hårde materialer (>54 HRC) uden brug af køle/skærevæske.
TiCN
ultrafine
Udviklet til skærende bearbejdning. Boring/fræsning/drejning i højt- og lavtlegeret
TiCN
Samme egenskaber som TiCN + unik homogen struktur
stål, hvor moderate termiske påvirkninger opstår (max 400°C).
(multilayer) og meget glatte overflader.
Snit/stans, formgivning og i klæbende og moderat slidende materialer.
TiN
ultrafine
TiN
Samme egenskaber som TiN + unik homogen struktur
og meget glatte overflader.
Specielt egnet til polerede overflader på sprøjtestøbeværktøj. Giver god
beskyttelse mod ridser og abrasivt slid. Mulighed for forbedring af afformning/slip.
CVD BELÆGNINGER
Eifeler
belægning
MicroOpbygning hårdhed
HV0.05
TiC
Monolag
TiC/TiN
TiN/TiC
Oxidation
temp.
(Belægningstemperatur)
Friktionsværdi
(mod stål)
Belægn.tykkelse
[μm]
4000 ±500
<0,2
≤9
Multilag
2700 ±300
0,6
6-10
500°C
(>1000°C)
Guld
Multilag
3000 ±300
0,2
≤9
450°C
(>1000°C)
Metalgrå
300°C
(>1000°C)
Farve
Metalgrå
Generelle egenskaber
Applikationsområder
Ekstrem stor hårdhed, rigtig
god vedhæftning, relativ
sprød.
Anvendes ved kraftigt abrasivt slid.
Pladeformgivning i alm. og rustfast
stål.
Allround belægning.
Alle koldformningsprocesser.
Velegnet til tynde, bløde og
zinkbelagte plader.
Stor hårdhed, fremragende
slidmodstand, forbedret
sejhed.
Massiv formgivning af abrasive
materialer.
For store godstykkelser.
PVD - Beschichtung
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.
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
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
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. 1.2379, die bei
mindestens 520 °C angelassen sind, sowie HSS, Warmarbeitsstähle z.B. 1.2343, 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.
Prospekt Eifeler – Techniken 2.1 2/2010
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).
PVD-Beschichtung
Anforderungen zur PVD-Beschichtung von Metallteilen
TiN- , CrN- oder AlTiN-PVD-Schichten bei ca. 200°C
Grundsätzliches
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.
1.2767), 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 DLCSchichten in unserem Programm werden
immer bei geringeren Temperaturen
abgeschieden!
MoST, Graphit-iC werden immer bei etwa
200°C hergestellt. WC/C wird bei 200 –
350°C abgeschieden.
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
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.
Niedertemperatur-Beschichtung
Niedertemperatur - PVD
TiN - Titannitrid
Wo wird TiN eingesetzt?
Schichteigenschaften
Zerspanung
Zerspanen und Schneiden von Fe-Metallen und
Stahlwerkstoffen. Allgemein verwendet fürs Wälzfräsen, Bohren, Gewindebohren mit niedrigen und
mittleren Schnittdaten.
• Hohe Härte und Haftfestigkeit
• gute chemische Beständigkeit
• relativ niedrige Wärmeleitfähigkeit
• verbesserte Zähigkeit
• biokompatibel und lebensmittelecht
• attraktive, goldene Farbe
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.
Härte
Maximale
Einsatztemperatur
2.300 ± 200 HV
500° C
900° F
Reibungskoeff.
gegen Stahl
0,6
Schichtdicken
1-4 µm
Farbe
TiN
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.
gold
Eifeler Coatings + Technologie
Wir nehmen Perfektion persönlich
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
Dekor, Medizinbereich und Lebensmittelindustrie
TiCN - Titancarbonitrid
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.
• sehr hohe Härte
• hohe Haftfestigkeit
• gute Verschleißfestigkeit
• verbesserte Zähigkeit
• geringer Reibungskoeffizient
• hohe Wärmeleitfähigkeit
Härte
Maximale
Einsatztemperatur
HSS-Sägeblatt
Eifeler Coatings + Technologie
Wir nehmen Perfektion persönlich
400° C
750° F
Reibungskoeff.
gegen Stahl
0,2
Schichtdicken
1-4 µm
Farbe
TiCN
3.500 ± 500 HV
TiCN
blau-grau
Ziehmatrize und Ziehteil
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
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.
TiCN
Unsere TiCN ist eine Beschichtung mit komplexer Mehrlagen-Struktur welche im ArcVerfahren 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 .
EXXTRAL® - plus
AlTiN - Multilagenschicht
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 AlBlechen.
Schichtdicken
2-5 µm
Farbe
anthrazit
EXXTRAL®- plus
Durch die Multilagenstruktur und den etwas höheren Cr-Anteil ergeben sich Vorteile:
• Besonders glatt und dicht
Härte
3.300 ± 300 HV
• Hohe Oxidationsbeständigkeit (800°C)
• Hohe Warmhärte
Maximale.
800° C
1470° F
Einsatztemperatur
• Erhöhte Zähigkeit
• Chemische Beständigkeit
Reibungskoeff.
0,7
gegen Stahl
• Niedriger Wärmeleitkoeffizient
In der Zerspanung dadurch:
•
•
•
•
•
Höhere Schnittgeschwindigkeiten
Längere Standzeiten
Bessere Oberflächenqualität
Trockenbearbeitung
Verzicht auf Kühlschmierstoff
Bohrtest in Stahl 1.2311 (Bohrtiefe 3 x D)
3700
2860
2540
2058
1910
1715
882
539
TiAlN
490
TiAl(Y)N
Exxtral
Anzahl der Bohrungen bei 80m/min
Einsatz- / Werkzeugdaten
Vc (m/min)
f (mm)
ap
D (mm)
Rundlauftoleranz
80 / 160
0,14
20,4
6,8
unter 0,01
IK (Ja/Nein)
Kühlmitteldruck (Bar)
Maschine
n (min-1)
vf (m/min)
Eifeler Coatings + Technologie
Wir nehmen Perfektion persönlich
Supral
Exxtral - Plus
Anzahl der Bohrungen bei 160m/min
Werkstoff
Ja
40
DMC 65V
3744 / 7489
524 / 1048
Werkstoff
1.2311
Größe (LxTxH) 405x200x50
Soll Rm 1000 N/mm²
Ist Rm 980 N/mm²
Vorbearbeitung
gefräst
Kühlemulsion Avilub ca. 10%
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
735
SISTRAL® - AlTiXN (Nanostrukturiert)
SISTRAL®
der neue Standard für die Hartzerspanung
SISTRAL®
Eifelers nanostrukturierte Hochleistungsschicht
SISTRAL® ist der neue Standard für die Hart-,
Trockenund
Hochgeschwindigkeitsbe®
arbeitung. 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.
Maximale
Einsatztemperatur
3.500 ± 500 HV
900° C
1.650° F
Reibungskoeff.
gegen Stahl
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
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
Härte
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
• hohe Härte und Haftfestigkeit
• sehr gute chemische Beständigkeit
• geringer Reibungskoeffizient gegen Stahl
• hohe Temperaturbeständigkeit an Luft
• niedrige Spannung
• dickere Schichten möglich
Kunststoffverarbeitung
Werkzeuge, die korrosivem und abrasivem
Verschleiß unterliegen, z. B. durch aggressive
und harte Füllstoffe.
Härte
2.000 ± 200 HV
Max. Einsatztemperatur
600° C
1.100° F
Reibungskoeff.
gegen Stahl
0,3-0,4
Schichtdicken
1-6 µm
Farbe
silber-grau
CrN
Umformung
Zieh-, Stanz-, Press- und Umformwerkzeuge
für die Bearbeitung von NE-Metallen, speziell
Ti- und Cu-Legierungen; Aluminium und
Magnesium Druckguß
Applikationsbeispiele:
Stanzen von Cu Sn 6 Legierung
Umformen und Stanzen von Al-Legierung
Hochstellen von Kupferlegierungen
Nach 293.000 St. noch keine Verscheißerscheinungen!
250.000
235.000
175.000
200.000
170.000
150.000
1.000.000
293.000
50.000
40.000
100.000
10.000
1.000
1.000
15.000
0
0
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
unbeschichtet
CrN
Geschwindigkeit: 120 Hub / min.
Materialdicke: 1.2 mm
Material: AlMg5MnW27
Schmiermittel: Wisura Akamin
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
100.000
Stückzahl
Anzahl der Umformungen
300.000
CrN Multilage + CrCN
Schichteigenschaften
Härte
• hohe Härte und Haftfestigkeit
Max. EinsatzTemperatur
• sehr gute chemische Beständigkeit
• geringer Reibungskoeffizient gegen Stahl
• hohe Temperaturbeständigkeit an Luft
• niedrige Spannung
• dickere Schichten möglich
CrN Multilage
CrCN
2.000 ± 200 HV
2.300 ± 200 HV
Reibungskoeff.
gegen Stahl
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.
600° C
1.100° F
0,3-0,4
Schichtdicken
Farbe
0,2-0,3
2-6 µm
silber-grau
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
Besonderheiten
Umformung
Zieh-,Stanz-, Press- und Umformwerkzeuge für die Bearbeitung von NEMetallen, speziell Aluminium, Ti und Cu-Legierungen
Eifeler Coatings + Technologie
Wir nehmen Perfektion persönlich
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
Deutlich verbesserte Gleiteigenschaften. Noch geringerer Reibungskoeffizient gegen
Stahl im Vergleich zu CrN (durch Einlagerung von Kohlenstoff).
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.
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 ZrCNSchicht auch empfohlen.
Eigenschaften von
VARIO PLUS
• Verschleißbeständigkeit
• hohe Härte
• exzellente Korrosionsbeständigkeit
• niedriger Reibungskoeffizient
• gute Haftung der Schicht
Härte
Maximale.
Einsatztemperatur
3.100 ± 300 HV
600° C
1.110° F
Reibungskoeff.
gegen Stahl
0,5
Schichtdicken
1-4 µm
Farbe
VARIO PLUS
Zerspanung
bräunlich-silbern
Stanzen und Umformen
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
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
Zerspanungswerkzeug beschichtet mit VARIO PLUS
Für Applikationen im Bereich der
Leichtmetalle, bei denen die TiNBeschichtung zu Kaltaufschweißungen
führt. Und dort, wo ein erhöhter
Korrosionsschutz bei gleichzeitig hohem
Abriebwiderstand gefordert ist.
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.
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 ZrCNSchicht auch empfohlen.
Eigenschaften von ZrCN
• Verschleißbeständigkeit
• hohe Härte
• exzellente Korrosionsbeständigkeit
• niedriger Reibungskoeffizient
• gute Haftung der Schicht
Härte
Maximale.
Einsatztemperatur
3.100 ± 300 HV
600° C
1.110° F
Reibungskoeff.
gegen Stahl
0,5
Schichtdicken
1-4 µm
Farbe
ZrCN
Zerspanung
bräunlich-silbern
Stanzen und Umformen
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
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
Zerspanungswerkzeug beschichtet mit ZrCN
Für Applikationen im Bereich der
Leichtmetalle, bei denen die TiNBeschichtung zu Kaltaufschweißungen
führt. Und dort, wo ein erhöhter
Korrosionsschutz bei gleichzeitig hohem
Abriebwiderstand gefordert ist.
VARIANTIC
- Titanaluminiumcarbonitrid
Die multifunktionale Mehrlagenschicht
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 DUPLEXVARIANTIC.
Vorteile und
Schichteigenschaften
Abscheidbar auf HSS und Hartmetall
Deutliche Reibungsreduzierung
Multilagenstruktur
Hohe Verschleißbeständigkeit
Zäh, hart und bis 800° beständig
VARIANTIC
Anwendungen
In Zahlen:
Härte
3.500 ± 500
Farbe
altrosa
0,2
2 - 4 µm
Aufbau
Multilagen
Zerspanungswerkzeuge mit VARIANTIC
Standmengen-Vergleich:
Umformen von Warmband DD-13
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
Schichtdicke 1)
VARIANTIC
800° C
1.470° F
TiN
Maximale
Einsatztemperatur
Werkstück: Warmband DD–13, 3 mm,
280 - 350 N/mm2
Werkzeug: PM-Stahl, 62-63 HRc,
Ø170 mm x 150 mm
TiCN
Reibkoeffizient
gegen Stahl
DUMATIC - Titancarbid
Höchste Härte und Abriebfestigkeit für das Umformen
Schichtaufbau
DUMATIC
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. 4000 HV!).
Die oberste Lage ist als gleitgünstige
und farbige Decklage ausgebildet.
Zieh-, Stanz-, Press- und Umformwerkzeuge für die
Bearbeitung von hochlegierten Chrom/Nickel
Werkstoffen und ähnlichen Anforderungen.
Aufgrund der hohen Härte besonders geeignet für
Härte
3.700 ± 500 HV
das Kaltverformen und das Schneiden von
Maximale
400° C
hochfesten Blechen und bei Kaltmassiv750° F
Einsatztemperatur
Umformprozessen mit hohen Flächenpressungen.
Die DUMATIC -Schicht zeigt eine sehr geringe
Reibungskoeff.
0,25
gegen Stahl
Neigung zum Kaltverschweisßen mit hochlegierten
rostfreien Stahl-Qualitäten.
Schichtdicken
3 – 5 µm
Bedingt durch die relativ geringe OxidationsFarbe
rötlich-grau
beständigkeit 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
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
Umformtechnik
TIGRAL – Aluminium-Chrom-Titannitrid
Abriebfestigkeit und hohe thermische Beständigkeit
Eigenschaften
Umformmatrize 1.2379, 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 TIGRALBeschichtung ihre Eignung: hohe
Abriebbeständigkeit
bei
geringer
Neigung zum Kaltverschweißen mit
Stahl.
TIGRAL
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.
In Zahlen:
Zerspanung
TIGRAL
Härte
Maximale
Einsatztemp.
3300 ± 300 HV
900° C
1652° F
Reibungskoeff.
gegen Stahl
0,6
Schichtdicken
3 - 5 µm
Farbe
dunkel grau
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
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 TIGRALBeschichtung sehr vorteilhaft einsetzbar.
TOPMATIC - Titanaluminiumnitrid
Eigenschaften
PVD oder CVD?
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.
Die
CVD-Schichten
sind
bzgl.
Haftfestigkeit und Verschleißreserve kaum
zu überbieten. Allerdings bewirken die
hohen
Beschichtungstemperaturen
Maßänderungen an den Werkzeugen, die
den Anwendungsbereich der CVDSchichten
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.
TOPMATIC
Abriebfestigkeit und hohe Haftfestigkeit
Schnittbuchsen aus 1.3343:
beschichtet mit TOPMATIC, 8 µm dick
TOPMATIC
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 2.800 HV bei den für PVDSchichten 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
Härte
Maximale
Einsatztemp.
Reibungskoeff. gegen
Stahl
2.800 ± 300 HV
700° C
1.292° F
0,6
Schichtdicken
5 - 10 µm
Farbe
aubergine
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
Anwendungen
Eifeler-Duplex-Behandlung
Duplex-Behandlung nennen wir die Kombination eines thermochemischen Prozesses mit der
nachfolgenden Abscheidung einer Eifeler-PVD-Schicht.
Duplex-Behandlung
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. 1.2379 mit 900 – 1200HV 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
Duplex-Kombinationen
je nach Anwendungsfall, z.B.:
Duplex-VARIANTIC
Duplex-EXXTRAL
Duplex-TiCN
Duplex-CrN
Duplex-VARIANTIC beschichtetes
Umformwerkzeug
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
ca. 59,3 HRc Grundmaterial
Nitrierhärtetiefe ca. 50 µm
MoST TM
Feststoffschmierschicht auf Basis von MoS2 zur
Reibungsminderung auf harten PVD- oder CVD-Schichten
Anwendungsbereiche:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
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
•
•
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
TM
•
Vorteile:
In Zahlen:
PVD - Sputtern
Beschichtungstemperatur
< 200 °C
Schichtaufbau
MoS2 -Basis
Schichtdicke [µm]
Härte [HV 0,01]
Reibbeiwert gegen
Stahl (trocken)
Farbe
Einsatztemperatur
Klebeneigung gegen
Al-Legierungen
chemische
Beständigkeit
1 µm
< 500 HV
0,1
anthrazit
max. 400 °C
keine
gut
Eifeler Coatings + Technologie
Wir nehmen Perfektion persönlich
Umformwerkzeug: CVD TiN/TiC + MoST
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
Abscheideverfahren
SUCASLIDE® - Die Carbon-Schicht von Eifeler
Amorphe Kohlenstoffschicht –
für den Einsatz auf Werkzeugen, Lagern und Präzisionsbauteilen
• 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
Lebensmittelund
Kältetechnik (Trockenlauf)
• Medizintechnik
• 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
Beschichtungstemperatur
Schichtaufbau
Schichtdicke [µm]
Härte [HV 0,01]
Reibwert gegen
Hartmetall (trocken)
Farbe
Einsatztemperatur
Klebeneigung gegen
Al-Legierungen
Umformwerkzeug für die Aluminium-Bearbeitung
®
SUCASLIDE
Anwendungen
Vorteile
chemische
Beständigkeit
PVD - MagnetronSputtern
< 200 °C
MetallKohlenstoffschicht
2,0 ± 0,5
1.800 - 2.000
0,05 - 0,1
schwarz
max. 400 °C
sehr gering
sehr gut
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
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.
CVD - Beschichtung
Die Hochtemperaturbeschichtung (CVD, engl. Chemical Vapour Disposition) bedeutet, mit Ausnahme
von Hartmetall, eine umfassende Wärmebehandlung der fertig beschichteten Werkzeuge.
CVD - Beschichtung
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 1.2379 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 17350 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. 80-100 °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.
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
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
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.
CVD - Beschichtung
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 800-1.000 °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 HochtemperaturBeschichtungsverfahren sind diese Schichtsysteme in ihrer großen Variationsvielfalt industriell gut
beherrschbar.
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
Die hohen Beschichtungstemperaturen (800-1.000 °C) bieten Vorteile in Bezug auf Diffusion und
Entspannung.
Die CVD-Schichten der EIFELER-GRUPPE –
Eigenschaften und Anwendungen
TiC/TiN
TiN/TiC
Titancarbid
Titancarbid/Titannitrid
Titannitrid/Titancarbid
Monolage
Multilagen
Multilagen
Härte (HV 0,05)
4.000 ± 500
2.700 ± 300
3.000 ± 300
Reibungskoeff.
gegen Stahl
0,2
0,6
0,2
Schichtdicken 1)
bis 9 µm
6-10 µm
bis 9 µm
Max. Einsatztemperatur
300° C
500° F
500° C
900° F
450° C
800° F
Farbe
metallisch grau
gold
metallisch grau
Allgemeine
Charakteristik
Extrem hohe Härte
und sehr gute
Haftfestigkeit, aber
relativ spröde
AllroundBeschichtung
Hohe Härte,
exzellenter
Verschleißwiderstand,
verbesserte Zähigkeit
Bevorzugte
Anwendungen
• Anwendungen bei
denen der abrasive
Verschleißwiderstand
im Vordergrund steht
• Bearbeitung /
Zerspanung eisenbasierter Materialien
• Metallumformung bei
hohen Blechdicken
und abrasiven
Materialien
Material
CVD-Schichttabelle
TiC
• Metallumformung
• Metallumformung,
Schwerpunkt Edelstahl
• auch auf Hartmetallwerkzeugen mit angepasster Schichtdicke
• auch auf Hartmetallwerkzeugen mit angepasster Schichtdicke
• Umformung hochund höchstfester
Blechwerkstoffe
Eifeler Coatings + Technologie
Wir nehmen Perfektion persönlich
Prospekt Eifeler – Schichtsysteme 2.1 2/2010
1) Abhängig von Anwendung und Substratwerkstoff auch in anderen Schichtdicken
CVD-Beschichtungsanlagen
Standorte:
Eifeler Süd-Coating GmbH, Ettlingen
Eifeler Werkzeuge GmbH, Düsseldorf
• Beschichtungsvolumen: Ø 560 x 890 mm
CVD-Beschichtungen
• schnellere Auftragsabwicklung
• enormer Kapazitätszuwachs
• verbesserte Schichtqualität
Anwendungen:
Schichtsysteme:
• Ziehwerkzeuge
Monolayer TiC:
ca. 4.000 HV
• Stanzwerkzeuge
Multilayer TiC:
ca. 3.000 HV
• Presswerkzeuge
Multilayer TiC/TiN:
2.700 ± 300 HV
• Umformwerkzeuge
Multilayer TiN/TiC:
3.000 ± 300 HV
Merkmale:
• gleichmäßige Schichtdickenverteilung
auch in Bohrungen
• exzellenter Verschleißschutz
• Schichtdicke je nach Schichtsystem bis zu 10 µm
• bedingte Korrosionsbeständigkeit
Prospekt Eifeler – Schichtsysteme 2.1 2/2010
• sehr gute Schichthaftung
CVD - TiC
Titancarbid, die Schicht mit extrem hoher Härte
Die Titancarbid-Schicht weist folgende Eigenschaften auf:
- höhere Schichtdicken gegenüber PVD-Schichten
TiC
- extrem hohe Härte
- sehr gute Haftfestigkeit
Wo wird TiC eingesetzt?
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:
Maximale
Einsatztemperatur
Eifeler Coatings + Technologie
Wir nehmen Perfektion persönlich
4.000 ± 500 HV
300 °C
500° F
Reibungskoeff.
gegen Stahl
0,2
Schichtdicken
bis 9 µm
Farbe
metallisch-grau
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
Härte
CVD TiC/TiN
Titancarbid/Titannitrid
Die Kombinationsschicht
Standardschicht.
Titancarbid/Titannitrid
ist
eine
seit
langem
bewährte
Schichteigenschaften
• sehr hohe Härte
• hinreichende Zähigkeit
• sehr gute Haftfestigkeit
TiC/TiN
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 CVDBeschichtungstechnik sorgt für höchste Haftfestigkeit und Verschleißreserve bei Werkzeugen, die
bezüglich der Maßhaltigkeit nicht zu kritisch sind.
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.
Härte
Maximale
Einsatztemperatur
Wir nehmen Perfektion persönlich
500° C
900° F
Reibungskoeff.
gegen Stahl
0,6
Schichtdicken
6-10 µm
Farbe
Eifeler Coatings + Technologie
2.700 ± 300 HV
gold
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
In Zahlen:
CVD TiN/TiC
Titannitrid/Titancarbid
Die Kombinationsschicht
Standardschicht.
Titannitrid/Titancarbid
ist
eine
seit
langem
bewährte
Schichteigenschaften
• sehr hohe Härte
• hinreichende Zähigkeit
• sehr gute Haftfestigkeit
Wo wird TiN/TiC eingesetzt?
TiN/TiC
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 CVDBeschichtungstechnik 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.
Abscheidetechnik:
Das Aufbringen der Schichten erfolgt nach dem CVD-Verfahren bei ca. 1.000 °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:
Maximale
Einsatztemperatur
3.000 ± 300 HV
450° C
800° F
Reibungskoeff.
gegen Stahl
0,2
Schichtdicken
bis 9 µm
Farbe
grau metallisch
Eifeler Coatings + Technologie
Wir nehmen Perfektion persönlich
Eifeler Schichtsysteme deutsch 2.3 5.1.2012
Härte
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.
Vakuumhärten
Vorteile durch das Vakuumhärten:
o geringe Maßänderung
o geringe Nacharbeit
o metallisch glänzende Oberfläche
o geringer Verzug
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)
Eifeler Coatings + Technologie
Wir nehmen Perfektion persönlich
Prospekt Eifeler – Schichtsysteme 2.2 2/2010
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.
POLIEREN
Hochglanz für höchste Ansprüche
In vielen Bereichen ist die Feinstbearbeitung der Oberfläche von Werkzeugen für eine
einwandfreie Funktion unerläßlich. In allen Fällen, bei denen der Verschleiß durch
Abrieb, Kaltaufschweißungen oder Verkohlung hervorgerufen wird, sorgt z.B. eine
Hochglanz-Finish-Bearbeitung der Werkzeuge für eine deutliche Standzeiterhöhung.
Ausführung:
- nach Zeichnungsangaben
- nach Modellen als:
Strichpolitur / Narbungspolitur / Hochglanzpolitur
Anwendungen:
- Kunststofftechnik:
- Umformtechnik:
Spritzgußformen / Formnester / Kerne
Ziehringe und Matrizen / Stempel / Gesenke
Eifeler Politur
Polieren
Ausgehend:
- vom erodierten Zustand
- aus gefräster Zeile
Die Polituren erfolgen bei Eifeler grundsätzlich im Sinne gleitgünstiger und Schmierfilmfördernder Topographie.
Polieren bedeutet auch immer qualifizierte Handarbeit. Deswegen stehen für die
Polier-Aufträge bei der Firma Eifeler hervorragende Fachleute mit langjähriger
Erfahrung bereit. Denn ohne das entsprechende “ Händchen “, für das man Talent und
Erfahrung braucht, lassen sich hochwertige Polituren an komplizierten Formen nicht
ausführen.
Um die für die Politur notwendige Zeit auf ein Minimum zu begrenzen, stehen bei uns
selbstverständlich alle nach Stand der Technik brauchbaren maschinellen Methoden
zur Verfügung.
Polieren und Umformtechnik
Hochwertige Werkzeuge werden heutzutage oft nach dem PVD- oder CVD-Verfahren
beschichtet. Die Oberflächenstruktur der Werkzeuge ist hierbei von entscheidender
Bedeutung für die zu erzielende Standzeitverbesserung.
Für beste Ergebnisse:
Hochglanzpolitur plus Eifeler-Hartstoffbeschichtung
Prospekt Eifeler – Techniken 2.1 2/2010
Polieren und Kunststofftechnik
Um eine einwandfreie Oberfläche der fertigen Kunststoffprodukte zu gewährleisten, um
die Entformbarkeit zu verbessern und um die Standzeit der Werkzeuge zu erhöhen,
werden Spritzgußformen in der Regel poliert. Eine Hochglanzpolitur in den
Funktionsflächen auf Rz = 0,4 – 1,2 µm macht aus den Formnestern, Kernen etc. erst
die fertigen Werkzeuge.
S06 2015-3-19
Kokmose 8, 6000 Kolding, Tlf.: 75517066 Fax: 75517044, E-mail: [email protected], www.uddeholm.dk