Was ist eine Hartmetallbeschichtung?

Karbidbeschichtung kann auf zweierlei Weise verstanden werden: zum einen als Überzug einer Karbidschicht auf der Oberfläche anderer Stahlwerkstoffe und zum anderen als Überzug einer Schicht anderer Verbindungen auf der Oberfläche von Karbid.

Bei der Hartmetallbeschichtung wird eine dünne Schicht aus Karbidverbindungen auf verschiedene Substrate aufgetragen, um deren Oberflächeneigenschaften, Haltbarkeit und Leistung zu verbessern. Diese fortschrittliche Oberflächenbehandlungstechnologie wird in zahlreichen industriellen Anwendungen eingesetzt, um die Verschleißfestigkeit, Härte und Lebensdauer von Werkzeugen und Bauteilen zu verbessern. Es gibt zwei Hauptarten von Hartmetallbeschichtungen, die jeweils unterschiedliche Funktionen und Anwendungen erfüllen.

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Erster Typ: Beschichtung von Stahl mit Karbid

1. Einführung in beschichtetes Hartmetall

Hartmetall, das für seine hohe Härte und Verschleißfestigkeit bekannt ist, besteht aus einem Substrat, das mit einer dünnen Schicht aus karbidbildenden Materialien beschichtet ist. Diese Beschichtungen werden durch Verfahren wie die chemische Gasphasenabscheidung (CVD), die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) und das thermische Spritzen aufgebracht.

2. Klassifizierung und Merkmale von Beschichtungsmaterialien

Beschichtungsmaterialien wie Wolframnitrid, Wolframkarbidund Titannitrid werden aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften ausgewählt:

• Wolframnitrid: Hervorragende Verschleißfestigkeit und Hochtemperaturstabilität, ideal für Hochtemperatur- und Hochlastanwendungen.
• Wolframkarbid: Bekannt für seine extreme Härte und Schälfestigkeit, geeignet für die Bearbeitung einer Vielzahl von Materialien, einschließlich Metallen und Keramiken.
• Titannitrid: Es wird vor allem in Hochtemperatur-Schneidumgebungen eingesetzt und verbessert die Schneidpräzision und -effizienz, indem es Verschleiß und Korrosion reduziert.

3. Materialauswahl für spezifische Anwendungen

Die Wahl des Beschichtungsmaterials hängt von der Betriebsumgebung ab. So wird beispielsweise Wolframnitrid für Teile, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, bevorzugt, während Wolframkarbid besser für Hochgeschwindigkeitszerspanungen geeignet ist.

Zweiter Typ: Beschichtung von Hartmetall mit anderen Verbindungen

Bei dieser Art der Beschichtung werden verschleißfeste Verbindungen wie Karbide, Nitride und Oxide auf die Oberfläche von Hartmetallwerkzeuge mit Hilfe von Beschichtungsmethoden wie PVD, CVD und Plasmabeschichtung. Diese Methode zielt darauf ab, die Eigenschaften von Hartmetallwerkzeugen weiter zu verbessern.

Vorteile von beschichtetem Hartmetall:

• Erhöhte Härte und Verschleißbeständigkeit: Beschichtungen wie TiC und TiN erhöhen die Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit erheblich und verlängern so die Lebensdauer des Werkzeugs.
• Erhöhte Schnittgeschwindigkeiten: Beschichtete Werkzeuge können mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten, was die Produktivität steigert und die Lebensdauer der Werkzeuge unter gleichen Bedingungen um das 1-3fache verlängert.
• Geringere Reibung und Abnutzung: Niedrige Reibungskoeffizienten minimieren den Werkzeugverschleiß und reduzieren die Schnittkräfte um 10%-15%, was den Bearbeitungsprozess erleichtert.
• Vielseitigkeit: Beschichtete Werkzeuge können sowohl Schlicht- als auch Halbfertigbearbeitungen durchführen, was die Werkzeuganforderungen vereinfacht.

Spezielle Beschichtungen wie DLC:
Diamantähnliche Kohlenstoffbeschichtungen (DLC) bieten eine außergewöhnliche Härte und einen niedrigen Reibungskoeffizienten, was sie ideal für Anwendungen macht, die eine hohe Leistung ohne Schmierung erfordern. Diese Beschichtungen sind dünn genug, um die Abmessungen des Werkstücks nicht wesentlich zu verändern, und können sowohl die Lebensdauer des Werkstücks als auch die Arbeitseffizienz insgesamt deutlich erhöhen.

Schlussfolgerung

Die Hartmetallbeschichtung ist eine wichtige Technologie in der Werkzeugindustrie, die die Leistung und die betriebliche Effizienz von Werkzeugen erheblich verbessert. Ob durch die Erhöhung der Härte und Verschleißfestigkeit von Stahlwerkzeugen oder durch die Verbesserung der Eigenschaften des Hartmetalls selbst, diese Beschichtungen sorgen dafür, dass die Werkzeuge den anspruchsvollen Bedingungen moderner industrieller Anwendungen gerecht werden können. Durch die Auswahl der geeigneten Beschichtungsart und der Anwendungsmethode können die Hersteller bessere Ergebnisse und erhebliche Kosteneinsparungen erzielen.