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] 0,45 3200±300 3200±300 3400±500 3500±500 2000±200 2300±200 TiCN (multilayer) AlCrN AlTiN (stacked) AlTiN (nanostructured) TiAlCN (multilayer) CrN (multilayer) CrCN (multilayer) TiCN CROSAL® EXXTRAL® PLUS SISTRAL® VARIANTIC CrN CrCN 0,2 - 0,3 0,3 - 0,4 0,2 0,7 0,4 0,2 3500±500 TiN TiN 0,6 2300±200 Materiale Friktionsværdi (mod stål) Mikro hårdhed HV0.05 Eifeler belægning 2-6 1-6 2-4 2-4 2-5 2-5 2-4 2-4 Belægn. tykkelse [µm] Sølvgrå Sølvgrå 600°C (480°) (LT 200°C) 600°C (480°) Antracit 800°C (480°) Gammelrosa Skiffergrå 1100°C (480°C) 800°C (480°) Blågrå 400°C (480°C) Antracit Guld 500°C (480°C) (LT 200°C) 900°C (480°) Farve Oxidation temp. (Belægningstemperatur) High performance universal coating for træk- og formgivning af højt- og lavtlegeret stål. Specielt velegnet til tykke materialer, brudstyrke >500 N/mm2. 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). Lav friktionskoefficient, høj oxidationsmodstand, god til abrasiv slitage. Lave spændinger, optimeret vedhæftningsevne, gode korrosionsbeskyttende egenskaber. Lave spændinger, optimeret vedhæftningsevne, gode korrosionsbeskyttende egenskaber, god slidstyrke. Snit/stans og formgivning af abrasive eller klæbende materialer (rustfast stål, Si-rige Al legeringer). Stor hårdhed, høj oxidationsmodstand, lav friktionskoefficient. High performance coating for høj procestemperatur. Fremragende for finstans af stål. Snit/stans, formgivning og finstans af abrasive materialer og rustfast stål. Højtemperatur-applikationer. Høj oxidationsmodstand, høj varmehårdhed, høj slidstyrke. Høj oxidationsmodstand, høj varmehårdhed, høj slidstyrke. Snit/stans, formgivning og finstans af abrasive materialer og rustfast stål. Snit/stans og formgivning af jernbaserede materialer. Anvendes til plastformværktøj. Applikationsområder Stor hårdhed, fremragende slidstyrke, forbedret sejhed. Allround belægning, biokompatibel. Generelle egenskaber PVD belægninger 3100±300 3300±300 2800±200 3700±500 Materiale ZrCN (multilayer) AlCrTiN (nanolayer) TiAlN (Duplex) TiC (multilayer) (Duplex) MoS2 : Me a-C : Me VARIO PLUS TIGRAL TOPMATIC DUMATIC MoSTTM SUCASLIDE® 1800 – 2000 500 - 1000 Microhårdhed HV0.05 Eifeler belægning 0,2 ≤0,1 0,25 0,4 0,6 0,5 Friktionsværdi. (mod stål) 1-2 1 3-5 5-9 3-5 1-4 Belægn.tykkelse [µm] Mørk grå Sort 400°C (<200°) Aubergine 800°C (480°) 400°C (<200°) Grå 900°C (480°) Sølvgrå Brunsølv 600°C (480°) 400°C (480°) Farve Oxidation temp. (Belægningstemperatur) 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. God sejhed, god oxidationsmodstand, høj slidstyrke. Meget stor hårdhed, optimeret vedhæftningsevne, lav friktionskoefficient, god til adhæsiv slitage. Høje glideegenskaber, lavt abrasivt slid, lav friktionskoefficient. Høje glideegenskaber, reduceret adhæsivt slid, biokompatibel, gode korrosionsbeskyttende egenskaber. Formgivning af non-ferro metaller. Mg trykstøbning. Bearbejdning af aluminium med højt indhold af Si. God til adhæsiv slitage, gode korrosionsbeskyttende egenskaber. Høj oxidationsmodstand, høj varmehårdhed, høj slidstyrke. Applikationsområder Generelle egenskaber PVD belægninger Opbygning Monolag Multilag Multilag Eifeler belægning TiC TiC/TiN TiN/TiC Friktionsværdi (mod stål) <0,2 0,6 0,2 Microhårdhed HV0.05 4000 ±500 2700 ±300 3000 ±300 ≤9 6-10 ≤9 Belægn.tykkelse [µm] Farve Metal grå Guld Metal grå Oxidation temp. (Belægnings temperatur) 300°C (>1000°C) 500°C (>1000°C) 450°C (>1000°C) CVD belægninger Alle koldformningsprocesser. Velegnet til tynde, bløde og zinkbelagte plader. Massiv formgivning af abrasive materialer. For store godstykkelser. Stor hårdhed, fremragende slidmodstand, forbedret sejhed. Anvendes ved kraftigt abrasivt slid. Pladeformgivning i alm. og rustfast stål. Ekstrem stor hårdhed, rigtig god vedhæftning, relativ sprød. Allround belægning. Applikationsområder Generelle egenskaber 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
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