Die Erwartungen an die Hochgeschwindigkeitsproduktion in der Werkzeugindustrie erfordern eine Entwicklung verschleißfesterer Werkzeugmaterialien, Verfahren und Beschichtungen.
Gehärtete Arbeitsbedingungen erhöhen den Bedarf für eine Beschichtung. Diese Anforderung ist so geformt, unter den folgenden Bedingungen:
- Die Verwendung von Blechen mit höherer Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit ist weit verbreitet, insbesondere in der Automobil- und Weißwarenindustrie.
- Druckgeschwindigkeiten wurden für eine schnellere Produktion erhöht
- Bei Folgeverbundwerkzeugen wird die Anzahl der Stufen reduziert, d.h. die Verformung des Teils nimmt in jeder Stufe zu. Dies ist ein Faktor, der die Abnützung erhöht
- Aufgrund von Umwelteinflüssen werden Schmierstoffe eingeschränkt, wodurch die Menge und Effizienz der Schmierung reduziert wird.
Im Allgemeinen werden eine hohe Oberflächenhärte, eine hohe Verschleißfestigkeit und ein niedriger Oberflächen-Reibungskoeffizient durch das Aufbringen einer PVD-Beschichtung auf Drück-, Form-, Tiefzieh- und Schneid-Bohr-Matrizen angestrebt. Es gibt nicht nur eine Art von Beschichtung, die all diese Erwartungen gleichzeitig maximal erfüllt. Aus diesem Grund sollte die geeignetere Beschichtungsart in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Presse, der Art des Matrizenstahls, den Eigenschaften des verwendeten Blechs, den Schmierungsbedingungen der Presse und dem vorherrschenden Verschleißverhalten der Formteile bestimmt werden.
Allgemeine Verschleiß-Schadensmechanismen, die bei Kaltarbeitsformteilen auftreten, und die nach diesen Mechanismen zu bevorzugenden Beschichtungsqualitäten sind in der nebenstehenden Tabelle zusammengefasst.
| Fehlermechanismus | Das von der Beschichtung erwartete dominante Merkmal | |
|---|---|---|
| Abrasiver Abrieb (Kratzer, Rupfen, Flankenverschleiß, Rostscharfkantigkeit) |  | Hohe Härte und Zähigkeit |
| Adhäsionsverschleiß (Reibverschweißung, Metalldrücken, freier Oberflächenadhäsionsverschleiß, Werkstückanhaftung an scharfen Ecken) |  | Niedrige Reibungskoeffizient hohe Oberflächengleitfähigkeit |
| Spitzenbruch, Einkerben, Bruch |  | Hohe Zähigkeit und Härte, geeignete Wärmebehandlung vor der Beschichtung |
| Plastische Verformung (Formänderung, Bruch, Massenschäden) |  | Auswahl von Matrizenstahl und Beschichtung mit hoher Zähigkeit, Härte und Festigkeit, korrekte Wärmebehandlung vor der Beschichtung |
