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Oberflächentechnik mit Tiefgang

Unser Angebot an Hartstoffdünnschichten


PVD-Schichten

Die meisten tribologischen Hartstoffschichten sind intermetallische Hartstoffphasen, welche unter Anwendung von vakuumgestützten und plasmaaktivierten PVD-Verfahrenstechniken abgeschieden werden. Vor allem Mischkristalle aus den Metallen Titan, Chrom oder Aluminium in Verbindung mit Stickstoff und/oder Kohlenstoff können Schichtmaterialien (Karbide, Nitride, Karbonitride) mit sehr hohen Härten und weiteren interessanten Eigenschaften darstellen. Die PVD-Verfahren bieten vorteilhafte Möglichkeiten, die Zusammensetzung und somit auch die Eigenschaften dieser Mischkristalle sehr präzise und gut reproduzierbar einzustellen.

PVD-Verfahren ermöglichen zudem die relativ einfache Erzeugung von Mehrlagenschichten aus einige 10 bis 100 Nanometer dicken Einzellagen mit z.T. signifikant differierenden Eigenschaften. Dadurch können moderne Sandwichverbunde realisiert werden, die z.B. hinsichtlich Dauerfestigkeit oder Oxidationsbeständigkeit den klassischen, monolithischen Schichten deutlich überlegen sind.

Beschichtbare Werkstoffe:
  • Stähle mit Anlasstemperaturen >450°C
  • Hartmetalle
Verfügbare Schichtwerkstoffe:

HT-CVD-Schichten

Hochtemperatur-CVD-Verfahren werden seit den frühen 1970'er Jahren zur Erzeugung von harten, keramischen Verschleißschutzschichten eingesetzt. Wesentlicher Vorteil der mit diesen Verfahren abgeschiedenen Schichten ist ihre außerordentlich feste Verbindung mit dem Grundwerkstoff, welche durch bei Temperaturen um 1000°C ablaufende Diffusionsprozesse und chemische Reaktionen möglich wird. Die enorme Haftfestigkeit erlaubt die Applikation der CVD-Schichten mit einer größeren Gesamtdicke bzw. Verschleißreserve und macht sie überdies in hohem Maße schwerlast- sowie lastwechseltauglich.

Darüber hinaus bietet allein das thermische CVD-Verfahren infolge seiner - in Abwesenheit eines Ionenplasmas - durch bloße Wärmezufuhr bewirkten Aktivierung sowie der nur aus gasförmigen Reaktanten erfolgenden Schichtbildung die Möglichkeit, in kleine Hohlräume vorzudringen und auch innenliegende Flächen mit Hartstoffen auszukleiden. Es zeichnet sich somit durch eine hervorragende Loch- und Spaltengängigkeit aus.

In Verbindung mit einer relativ geringen Defektdichte erreichen mit CVD-Verfahren abgeschiedene Schichten meist deutlich längere Standzeiten bzw. Standwege als chemisch analoge, aber mittels PVD-Verfahren abgeschiedene Schichtwerkstoffe.

Neben intermetallischen Hartstoffphasen, wie Titannitrid (TiN) oder Titankarbid (TiC), sind grundsätzlich auch oxidische Keramiken, wie Aluminiumoxid (Al2O3), als Schichtwerkstoff realisierbar.

Besondere Beachtung gebührt dem leider oft ungünstigen Sachverhalt, dass alle mittels CVD-Verfahren zu beschichtenden Stahlwerkstoffe infolge der hohen Prozesstemperaturen weichgeglüht werden und im Fall ihrer späteren mechanischen Beanspruchung zwingend einer nachträglichen Wärmebehandlung zu unterwerfen sind. Das dabei vorhandene Verzugsrisiko kann allerdings über geeignete technologische Vorgehensweisen minimiert werden.

Beschichtbare Werkstoffe:
  • Stähle mit Kohlenstoffgehalt > 0,2%
  • Hartmetalle
Verfügbare Schichtwerkstoffe:

PA-CVD-Schichten

Plasmagestützte CVD-Prozesse (PACVD oder häufig auch PECVD genannt) verwenden wir ausschließlich zur Abscheidung amorpher Kohlenstoffschichten. Die Deposition erfolgt bei Temperaturen von 50 bis 150°C, wobei die Bauteile auf gekühlten Substratträgern gehaltert werden. Ein Wärmeeintrag erfolgt nur durch die Plasmaeinwirkung. Da das schichtbildende Material ausschließlich über Gase zugeführt wird, sind mittels PACVD erzeugte Kohlenstoffschichten sehr defektarm und bedingt auch in korrosiv wirkender Umgebung einsetzbar. Zudem erlauben zur Plasmaerzeugung verwendete, mittel- bis hochfrequente Wechselspannungen auch die Beschichtung einiger elektrisch nichtleitender Werkstoffe.

Beschichtbare Werkstoffe:
  • Stähle
  • Hartmetalle
  • Al-, Ti-, Ni- oder Cr- Basiswerkstoffe
  • nichtmetallische Keramiken
  • Glas
  • diverse Kunststoffe
Verfügbare Schichtwerkstoffe:

Kurzübersicht der Schichten und ihrer Eigenschaften

(Anklicken zum Vergrößern)