Hartstoffschichten von H+K Surface Technology
Seit mehr als 30 Jahren finden Hartstoffschichten immer dann Anwendung, wenn hohe Oberflächenhärten und Verschleißbeständigkeiten gefragt sind. Die ursprünglich nahezu ausschließlich hergestellten, goldfarbenen Schichten aus Titannitrid sind inzwischen durch eine ganze Reihe neuer Zusammensetzungen erweitert worden. Insbesondere als Oberflächen von Werkzeugen haben sich die Hartstoffschichten einen festen Platz erobert. Sie haben dazu geführt, dass beschichtete Werkzeuge deutlich längere Standzeiten aufweisen, eine schnellere oder bessere Bearbeitung von Werkstoffen möglich ist oder auch der Einsatz von Kühl-Schmier-Mitteln bei der mechanischen Bearbeitung reduziert werden kann.
Hartstoffschichten – Eigenschaften
Bei den hier betrachteten Hartstoffen handelt es sich in erster Linie um Verbindungen der Metalle Aluminium, Titan und Chrom mit Kohlenstoff oder Stickstoff. Die Verbindungen zeichnen sich durch eine sehr hohe Härte aus. Für technische Anwendungen wird aus diesen Stoffen mittels der physikalischen Dampfabscheidung (PVD) im Vakuum auf metallischen Substraten eine Schicht in einer Dicke von wenigen Mikrometern hergestellt. Durch spezielle, angepasste Abscheidetechniken können sehr glatte und gut haftende Schichten mit Härten zwischen 2000 HV und bis zu 4500 HV erzeugt werden.
Damit sind diese PVD-Schichten prädestiniert dazu, auf Werkzeugoberflächen den Verschleiß der Werkzeuge gering zu halten. Insbesondere Werkzeuge zum Bohren, Fräsen oder Drehen unterliegen an den Kanten und Laufflächen einer hohen mechanischen Belastung mit einem entsprechenden Angriff, gegen den diese harten Überzüge schützen können. Werden weiche Werkstoffe wie Aluminium bearbeitet, tritt bei unbeschichteten Werkzeugen ein Verschweißen oder zumindest Verkleben zwischen Werkzeugoberfläche und dem zu bearbeitenden Werkstoff auf. Auch hier helfen die Hartstoffschichten, da ein Verschweißen zwischen Hartstoff und Metall verhindert wird.
Schicht und Schichtsystem
Allerdings hat es sich bereits in den ersten Jahren der Anwendung von Hartstoffschichten vor etwa 25 Jahren gezeigt, dass die mechanischen Eigenschaften – insbesondere das elastische Verhalten – des Grundwerkstoffs wesentlich über die Beständigkeit und damit die Funktionsfähigkeit des Systems aus Grundmaterial und Beschichtung entscheiden. Die bestmöglichen Ergebnisse werden dann erzielt, wenn das Grundmaterial auf die Eigenschaften der Beschichtung, die sich durch Anpassung der Zusammensetzung in weiten Grenzen variieren lässt, angepasst wird. Entwickelt wurden deshalb Schichten mit verschiedener Zusammensetzung an Titan, Aluminium, Kohlenstoff und Stickstoff. Darüber hinaus kommen je nach Grundmaterial und Belastung andere Schichtvarianten zum Einsatz oder werden Vorbehandlungen wie Härten oder Kantenpräparation vorgenommen. Die Schichten besitzen dadurch eine hohe Haftung auf dem Substrat und neigen beispielsweise bei hoher Druckbelastung nicht zum Brechen und Abplatzen. Schließlich führen Mehrlagenschichten zu neuen und besseren Eigenschaften für den Einsatz auf Werkzeugen.
Hersteller von Beschichtungen wie H+K Surface Technology verfügen zudem über umfangreiche Kenntnisse über einen optimalen Einsatz von Werkzeugen für die Bearbeitung von bestimmten Werkstoffarten. So empfehlen sich für die Bearbeitung von Kupfer in erster Linie Chromnitridschichten, während beispielsweise für Grauguss die neuen nanokristallinen Kompositschichten beste Ergebnisse aufweisen. Hierbei wird auch dem Umstand Rechnung getragen, dass die Temperaturen an der Werkzeugoberfläche je nach bearbeitetem Werkstoff deutlich schwanken. Der Bereich der Einsatztemperatur reicht bei den von H+K hergestellten Schichten von etwa 400 °C bis zu 1200 °C (jeweils die maximale Einsatztemperatur).
Produktion für hohe Kundenzufriedenheit
Neben den reinen Schichteigenschaften wird heute von einem führenden Beschichter für Werkzeuge erwartet, schnell und in höchster Qualität zu liefern. H+K Surface Technology verfügt zu diesem Zweck über einen modernen Anlagenpark und hochqualifiziertes Personal. Sowohl die Beschichtung von neuen Werkzeugen als auch die Aufarbeitung von gebrauchten werden mit der selben Qualität durchgeführt. Überprüft und protokolliert wird die Bearbeitung durch ein neues Präzisionsmessgerät, mit dem Kanten und Radien von Werkzeugen gemessen werden können, wodurch eine optimale Kantenpräparation sichergestellt wird. Durch abgestimmte und bewährte Verfahrensabläufe ist eine schnelle und flexible Auftragsbearbeitung gewährleistet; zudem kann ein 24-Stunden-Service vereinbart werden. Die Leistungsfähigkeit des Unternehmens zeigt sich nicht zuletzt darin, dass im Durchschnitt etwa 65 000 Werkzeuge pro Monat beschichtet werden.
Die hohe Kundenzufriedenheit begründet sich unter anderem aber auch darin, dass die Fachleute des Unternehmens die Kunden über die bestmögliche Beschichtungsvarianten, eine optimale Bearbeitung der Ausgangswerkzeuge sowie den korrekten Einsatz der Schichten und Schichtsysteme im Vorfeld beraten. Darüber hinaus stehen in der H+K-Gruppe weitere Spezialtechnologien für die mechanische Bearbeitung und Oberflächenbehandlung zur Verfügung, auf die der Bereich der Beschichtung zurückgreifen kann.
Auf der diesjährigen O&S werden die Fachleute des Unternehmens Kunden bei allen Fragestellungen um die Herstellung und den Einsatz von Werkzeugen mit Hartstoffbeschichtungen auf dem Gemeinschaftsstand Prozesskette Oberflächentechnik für die Kunden zur Verfügung stehen.
H+K Surface Technology GmbH
D-78554 Aldingen
Halle 7 / Stand D78
