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Horn Blog

Beschichtungen

Juli 2021
09
Autor: paulhorn
Firma: Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn GmbH
Beschichtungen

Täglich kommen wir mit ihnen in Berührung – Beschichtungen. Lack, Galvanik oder weitere technische Schichten. Bei Automobilen wecken sie die Leidenschaft oder die Identifikation, bei technischen Anwendungen bewirken sie eine Steigerung der Leistung und Haltbarkeit.

Eine Schicht ist die Anpassung der Oberflächeneigenschaften eines Bauteils.

Egal wo sie zum Einsatz kommen, Beschichtungen haben eines gemeinsam: Eine Schicht ist die Anpassung der Oberflächeneigenschaften eines Bauteils. Schon in der Antike kannte man den Vorteil des Überzugs von Produkten zum Korrosionsschutz, auch bei Holz kamen Beschichtungen wie zum Beispiel Schellack zum Einsatz.

Schutz vor äußeren Einflüssen

Einer der wichtigsten Gründe für eine Schicht ist der Schutz des Werkstoffes vor äußeren Einflüssen. Hierzu zählen Oxidations- und Korrosionsschutzschichten, Verschleißschutzschichten, Wärmedämmungsschichten sowie dekorative Schichten. Die Abscheidung der Schicht wird durch Lackierungen, Galvanik, Schmelztauchverfahren, Sinterverfahren, PVD/CVD-Verfahren oder thermische Spritzverfahren realisiert. Die Wahl des zum Einsatz kommenden Verfahrens entscheiden technische sowie wirtschaftliche Gründe.

Das Beschichten ist nach DIN 8580 eine Hauptgruppe der Fertigungsverfahren in der Fertigungstechnik. Sie definiert das Aufbringen eines Stoffes auf der Oberfläche eines Werkstücks. Der entsprechende Vorgang wird als Beschichtung bezeichnet. Dabei kann es sich um dünne oder dicke sowie um mehrere in sich zusammenhängende Schichten handeln.

Die Beschichtungstechnik unterscheidet sich jedoch deutlich durch die Art der Schichtaufbringung. Unterscheidet man die Verfahren nach dem Ausgangszustand des Beschichtungsmaterials, sind gasförmige, flüssige, gelöste und feste Verfahren zu nennen.

Gasförmige Prozesse

In der Beschichtung von Präzisionswerkzeugen kommen gasförmige Prozesse zum Einsatz. Hier sind die physikalische und die chemische Gasphasenabscheidung zu unterscheiden. HORN setzt bei seinen Werkzeugschichten auf die PVD-Technik (physical vapor deposition). PVD ist ein Verfahren, bei dem das Beschichtungsmaterial durch Elektronen, Laserstrahlen oder Lichtbogenentladungen verdampft wird. Das verdampfte Material legt sich auf den zu beschichtenden Werkstücken ab, wo es zur Schichtbildung kommt. Unter der Zufuhr von Prozess-Reaktivgasen kann die Schichtzusammensetzung beeinflusst werden. So entstehen beim Beschichtungsprozess Nitride oder Karbide beziehungsweise Mischungen der beiden Schichten. PVD-Schichten erhöhen die Standzeiten von Zerspanungswerkzeugen sehr deutlich um ein Vielfaches.

Diamantschichten

Auch die chemische Gasphasenabscheidung (CVD – chemical vapor deposition) kommt in der Werkzeugbeschichtung zum Tragen. Mit diesem Verfahren lassen sich beispielsweise Diamantschichten auf Hartmetallwerkzeugen abscheiden und sogar monokristalline Diamanten herstellen. Als Kohlenstoffquelle (Diamant besteht zu 99,99 Prozent aus Kohlenstoff) dienen Gase wie Methan.

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