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Werkzeugbeschichtung

PVD-Verfahren zur Abscheidung harter Oxidschichten

Das PVD-Verfahren P3E ermöglicht eine Werkzeugbeschichtung mit harten Metalloxiden, ohne die Vorteile der physikalischen Hartstoffabscheidung einzusch

02.01.2007 | Autor / Redakteur: Josef Kraus / Josef-Martin Kraus

In dieser Anlage können harte Metalloxid- und Metallnitridschichten abgeschieden werden. Bild: Oerlikon Balzers
In dieser Anlage können harte Metalloxid- und Metallnitridschichten abgeschieden werden. Bild: Oerlikon Balzers

Das PVD-Verfahren P3E ermöglicht eine Werkzeugbeschichtung mit harten Metalloxiden, ohne die Vorteile der physikalischen Hartstoffabscheidung einzuschränken. Weil sich die Anlagentechnik auf Nitridschichten umrüsten lässt, können die Schichteigenschaften in einem sehr breiten Spektrum variiert werden.

Mittels PVD (Physical Vapor Deposition) beschichtete Werkzeuge ermöglichen immer wieder markante Leistungssteigerungen und Produktivitätsgewinne beim Zerspanen. Im Zentrum dieser erfolgreichen Entwicklung standen seit Jahren zumeist Metallnitridschichten wie TiN, TiAlN und AlCrN.

Nun verkündet der PVD-Spezialist Oerlikon Balzers Coating, Bingen, einen technischen Durchbruch beim PVD-Verfahren P3E (Pulsed Enhanced Electron Emission): dem Abscheiden von harten Metalloxidschichten bei Beschichtungstemperaturen deutlich unter 600 °C. Bahnbrechend sei, dass herkömmliche Hartstoffschichten mit harten Metalloxiden fast beliebig kombiniert werden können. Somit ließen sich die Schichteigenschaften in einem bisher nicht gekannten Ausmaß variieren.

Neue Möglichkeiten für Hochleistungswerkzeuge

Damit verspricht das Verfahren neue Möglichkeiten für das Design von Hochleistungswerkzeugen. Dieses erweiterte Anwendungspotenzial begründet Oerlikon Balzers Coating – führender Anbieter von PVD-Beschichtungen und Business Unit der Schweizer Oerlikon-Gruppe – damit, dass sich Elektronenemission und Plasmadichte durch einen kontrollierten Pulsstrom gezielt beeinflussen lassen.

Kennzeichnend für das Verfahren sei daher eine hohe Prozess-Stabilität und eine einfache Handhabung. Der PVD-Spezialist hat das Verfahren bereits auf die neue Anlagenreihe Innova übertragen. Ein erstes wichtiger Anwendungsbereich wird beim Beschichten von Wendeschneidplatten für Fräs- und Drehprozesse gesehen.

Beschichtungseigenschaften lassen sich kombinieren

Das Verfahren P3E ermöglicht laut Oerlikon Balzers Coating die Kombination vorteilhafter Beschichtungseigenschaften, die bisher nur entweder mittels PVD oder CVD erzielt werden konnten. Dazu gehören einerseits typische PVD-Vorteile wie das Erzeugen schärferer Schneidkanten, das Vermeiden von Substratversprödung im Beschichtungsprozess und ein stark verringertes Risiko der Kammrissbildung. Andererseits können durch das Verfahren harte, thermisch und chemisch stabile, gut haftende Metalloxide abgeschieden werden, die bislang den CVD-Prozessen vorbehalten waren.

Zusammen mit optimierten Werkzeugsubstraten würden dadurch Wendeschneidplatten in die Lage versetzt, eine erheblich höhere Zerspanungsleistung zu erreichen, heißt es. Das führe letztlich zu einer erhöhten Produktivität.

Die Anlagenreihe Innova, die mit der P3E-Verfahrenstechnik ausgestattet werden kann, ist eine Weiterentwicklung der etablierten Entwicklung RCS. Sie kann daher nicht nur harte Metalloxid-, sondern auch alle Nitridschichten des Sortiments Balinit erzeugen. Eine hohe, reproduzierbare Qualität werde erreicht.

Zahlreiche technische Neuerungen machen die Anlage laut Oerlikon Balzers Coating zum Benchmark einer modernen, wirtschaftlichen Werkzeugbeschichtung. Dazu bilden zusätzlich zum gepulsten Beschichtungsverfahren auch die Innova-Ätztechnik und das Arbeiten bei höheren Prozessdrücken die Basis. Das werde zu weiteren Fortschritten bei der Entwicklung von Nitridschichten führen. Die Anlagenreihe ist in Modulbauweise konzipiert. Der PVD-Spezialist sieht darin eine wesentliche Voraussetzung für die Anpassung an anwendungsspezifische Anforderungen und künftige Entwicklungen. MM

Weitere Informationen: Oerlikon Balzers Coating GmbH, 55411 Bingen, Tel. (0 67 21) 79 30, Fax (0 67 21) 23 74, info.coating.germany@oerlikon.com

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