PVD CrAlN (Chromaluminiumnitrid)



Die Entwicklung einer titanfreien Hochleistungsschicht

Die wesentliche Aufgabe aller Beschichtungen ist es, das Leistungsvermögen der Werkzeuge und Präzisionsbauteile zu verbessern. Gerade im Hinblick auf permanent steigenden Wettbewerbsdruck und Kosteneinsparungen ist es wichtig jede Optimierungsmöglichkeit zu nutzen.

Die Entwickler haben mit den diversen Beschichtungsvarianten einen großen Pool an Verbesserungsmöglichkeiten, die den entscheidenden Unterschied ausmachen können. Die Problematik ist, die Kenntnis und das Wissen über die einzelnen Beschichtungen (TiN, TiAlN, CrAlN etc.), um die richtige Variante auf den konkreten Einsatzfall optimal abzustimmen.

Gerade im Bereich der Werkzeugbeschichtungen auf PVD Basis hat in den letzten Jahren eine große Weiterentwicklung stattgefunden.

Den Ausgangspunkt machte die PVD TiN Beschichtung, die mit ihrer universellen Verwendbarkeit über viele Jahre eine der meist eingesetzten Beschichtungen war. Neue Beschichtungen wurden durch Zugabe weiterer Reaktivgase oder zusätzliche Einlagerung anderer Moleküle (z. B. Aluminium) entwickelt.

Die Einbringung von Aluminium in die Titan-Stickstoff-Gitterstruktur verbesserte ganz entscheidend die Warmfestigkeit und führte zu einer deutlichen Zunahme der Härte. Diese TiAlN Beschichtung hat gerade im Zerspanungsbereich eine dominierende Rolle übernommen. Zusätzliche Steigerungen in der Oxidationsbeständigkeit konnten durch eine Anhebung des Aluminiumgehaltes oder auch durch Zugabe geringer Menge von Oxidbildnern erreicht werden. Aber auch damit gelangte man bald an die Grenzen des Optimierungspotentials. Eine Steigerung des Aluminiumgehaltes über 70% führte wieder zu einer Verschlechterung der Schichteigenschaften.

Der entscheidende Schritt zu einer neuen Schichtgeneration war die Substitution des Titans durch Chrom. Die CrAlN-Beschichtung war geboren. Gegenüber der herkömmlichen TIAlN-Beschichtung hat die CrAlN-Beschichtung deutliche Vorteile in Bezug auf Warmfestigkeit und bei der Beständigkeit gegen abrasiven Verschleiß.

Im Zerspanungsbereich beim Bohren und Fräsen eignet sich die CrAlN-Beschichtung damit sehr gut sowohl für HSS als auch HM Werkzeuge.

Ein weiteres Anwendungsfeld für die CrAlN-Beschichtung ist die Verzahnungsbearbeitung. Der Freiflächenverschleiß und die Verringerung der Kolkneigung sind mit CrAlN beschichteten Wälzfräsern signifikant reduziert.

Die hohe Härte der CrAlN-Beschichtung, bei gleichzeitig günstigem Reibungskoeffizienten macht sie auch für Umformprozesse interessant. Die CrAlN Beschichtung kann auch in der T-Variante der Fa. P.O.S. GmbH kombiniert werden und verbessert damit die antiadhäsiven Eigenschaften. Eine weitere Oberflächenmodifikation der CrAlN-Beschichtung ist die CrAlN-Plus Beschichtung. Hier wird eine optimale Oberflächenrauheit der Beschichtung erzielt.

Informationen zu alternativen Beschichtungen, z.B. die TIAlN-Beschichtung.

PVD CrAlN
PVD TiAlN Multilayer

Die Mehrlagenbeschichtung auf TiAlN Basis wurde speziell für die Trocken- u. Hartbearbeitung entwickelt.

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PLASMA-OBERFLÄCHEN-SERVICE GmbH
PVD CrAlN
PVD CrAlN

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