22.11.2023
Entwicklung von Diamantschichten nach Maß
Mit seinem fundierten Know-how im Bereich der Beschichtungstechnologie entwickelt MAPAL auch extrem harte und verschleißbeständige Diamantschichten zur Zerspanung von Materialien wie CFK, Keramik, Graphit und Aluminiumlegierungen. Vor allem für Anwendungen in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, im Werkzeug- und Formenbau und in der Medizintechnik erreichen die Zerspanungslösungen von MAPAL damit höhere Standzeiten und mehr Prozesssicherheit.
Der Werkzeughersteller verfügt an seinem Standort in Aalen sowie in seinen Kompetenzzentren über Beschichtungstechnologien, um Wendeschneidplatten und Vollhartmetallwerkzeuge mittels PVD- oder CVD-Verfahren zu beschichten. Die Auswahl des Verfahrens richtet sich nach den jeweiligen Anwendungsparametern. Für die Trockenbearbeitung und hohe Schnittgeschwindigkeiten wird in der Regel CVD gewählt, bei instabilen Bearbeitungssituationen oder schwierigen Zerspanungsbedingungen kommen die zäheren PVD-Schichten zum Einsatz.
Kommt es beim Bearbeiten von Werkstoffen vermehrt zu adhäsiven Verschleißvorgängen, ist der Einsatz von diamantähnlichen Kohlenstoffschichten (DLC) sinnvoll. DLC-Schichten werden ebenfalls mit PVD oder einem plasmaunterstützten CVD-Verfahren abgeschieden. Diese Schichten werden von einer Mischung aus sp2-hybridisierten Kohlenstoffatombindungen (Graphit) und solchen mit sp3-Hybridisierung (Diamant) gebildet. Das Mischungsverhältnis bestimmt dabei die physikalisch-mechanischen Eigenschaften der Schichten. Je mehr sp3-Atombindungen enthalten sind, desto härter ist die Schicht.
Neue Beschichtungsverfahren dank CVD-Diamant-Reaktoren
“In recent years, we have worked extensively on improving the diamond coating process and have created new possibilities for MAPAL in tool production”, explains Dr Martin Kommer, Team Leader R&D Cutting Material / Coating at MAPAL. The tool manufacturer now has the complete tool design under its own control, from the appropriate geometry to the selection of a suitable carbide to the coating. This means that tools can be designed even more precisely to meet customers’ requirements. The development department in Aalen has its own centre for machining, which tests new tools for tool life and wear behaviour, among other things.
Since the coating process functions via a chemical reaction combined with mechanical clamping, defined etching of the carbide surface and seeding are important during pre-treatment. As not every carbide is suitable for this, MAPAL evaluates appropriate substrates. Whether fine-grained microcrystalline or nanocrystalline layers are produced during coating is determined by the temperature, pressure and flow of the respective reactive gases during the process. Theoretically, layers up to a thickness of 50 µm can be produced by HF-CVD. For coating its tools, MAPAL currently focuses on the range between 3 µm and 15 µm, depending on the respective application.
Contact
Kathrin Rehor Public Relations Kathrin.Rehor@mapal.com Phone: +49 7361 585 3342