Hybrid-Beschichtung
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Diamant HochleIstungsWerkzeuge Unabhängige Fachzeitschrift für PKD, PVD, CVD, CBN, Hartmetall T. Cselle, A. Lümkemann, M. Jilek Hybrid-Beschichtung für Zerspanung Das ARC- und Sputterverfahren beherrschen heute den PVD-Beschichtungsmarkt. Durch Kombination mehrerer Verfahren während eines Abscheidungsprozesses, erstellt man eine Hybrid-Schicht, um die Vorteile der unterschiedlichen Verfahren auszunutzen und zu kombinieren. Die Verwirklichbarkeit unterschiedlicher Verfahren ist in erster Linie für KMUs (kleine und mittelständische Unternehmen) wichtig, weil sie ihren größten Vorteil, die Flexibilität, auch bei der Beschichtung anbieten können. Die wahre Ausnutzung der Hybrid-Technologie ist nur dann gegeben, wenn die Verfahren simultan (nicht nur nacheinander) laufen können. Der Artikel stellt verschiedene industrielle Praxisergebnisse für die Verwendung von Hybrid-Schichten in der Zerspanung vor. Keine Frage, die PVD-Beschichtungen von Zerspanungswerkzeugen werden von den zwei Hauptverfahren beherrscht, vom ARCen und Sputtern. Die nicht eindeutig geklärte Frage ist, in welchem Verhältnis diese Methoden (in der Industrie) zum Tragen kommen. Der Anteil von ARCen wird auf ca. 80 – 85 Prozent geschätzt, der vom Sputtern auf 10 – 15 Prozent. Der Rest kann dem PECVD-Verfahren zugeordnet werden. Was sind die wesentlichen Vor- und Nachteile der zwei wichtigsten Verfahren? Im Vergleich zum Sputtern erzeugt die ARC-Technologie einen hohen Ionisationsgrad mit hoher Beschichtungsdichte. Sie erreicht eine ausgezeichnete Haftung, mit hoher Beschichtungshärte und eine hohe Produktivität. Aber die ARC-Technologie ver- ursacht Droplets und daher rauere Beschichtungsoberflächen. Die Sputtertechnologie erzeugt dagegen viel weniger Droplets und damit glatte Beschichtungsoberflächen. Bild 1 vergleicht die typischen Schichtoberflächenrauheiten für die Verfahren: Ø ARCing mit seitlichen und zentralen Kathoden (LARC®: Lateral ARC Rotating Cathodes) und CERC®: (Central Rotating Cathode) Ø Sputtering (SCIL®: Sputtering Coating induced by LGD®: Lateral Glow Discharge) Dr. Tibor Cselle PLATIT AG, Selzach, Schweiz Dr. Andreas Lümkemann PLATIT AG, Selzach, Schweiz Bild 1 Vergleich der Oberflächenrauheit der Schichten mit unterschiedlichen Abscheidungsmethoden – ARC-, Sputter- und Hybrid-Technologien. Mojmir Jilek PLATIT as, Sumperk, Tsc

0 Hybrid-Beschichtung (LACS®: Lateral Arcing and Central Sputtering) Für die meisten größeren Werkzeuge (größer als Durchmesser 2 mm) können die Droplets mit Hilfe durch Nachpolieren entfernt werden. Dafür stehen mehrere Verfahren zur Verfü-gung[1], wie z. B.: das Bürsten, das Mikrostrahlen (trocken und nass), das Dragschleifen und das Streamschleifen. Ein Nachpolieren von Mikrowerkzeugen wird nicht möglich oder sehr aufwendig. Dafür empfiehlt sich in erster Linie das Magnetfinischen. Wann reden wir über Hybrid-Beschichtung? Wenn mehrere Verfahren während eines Abscheidungsprozesses (in...

tig oder leicht besser (Bild 3). Wobei eine hochmoderne, komplexe ARC-Schicht (Quad-Schicht ALL4®) die ersten Versionen der Hybrid-Schicht BorAC® noch schlagen kann. In der Zerspanungstechnik gibt es kein „veni, vidi, vici" (kam, sah und siegte). Hier braucht es Geduld, um die richtigen Anwendungsfälle und die dazu richtigen Schichten zu finden und zu entwickeln. Hier seien zwei Anwendungsfälle dargestellt, deren Ergebnisse sehr vielversprechend sind. Beim Hartfräsen ist die hohe Härte der Schicht (mit viel Silizium bis zu 25 %) ausschlaggebend (Bild 5). Die hohe Zähigkeit (die natürlich...

Bearbeitungsverfahren seinen kleinen Stückzahlen keine CVD-Anlage leisten. Die OXI-Option löst das Problem. Ø ür bestimmte Werkzeuge F sind einfache gesputterte (glatte) Schichten nötig, z. B. TiN, TiCN für Gewindebohrer und Tieflochbohrer. Ø ntscheidende Vorteile bietet E die SCIL®-Option, wenn sie in die LACS®-Option eingebunden wird und von der hohen Ionisationsrate der LGD der ARC-Kathoden (ohne Dropletsbildung) profitiert. Dadurch erhöht sich die Leistung der konventionellen Sputterschichten, wie TiB2 und WC/C. Ø Die LACS®-Option kann auch zur Herstellung von konventionellen Schichten,...