Formteile (Warmarbeitsmatrizen)

Verschleißmechanismen aufgrund hoher Temperaturen sind bei Warmarbeitsmatrizen wie Metallspritzgießen, Strangpressen und Warmschmieden, bei denen hohe Temperaturen und Drücke auftreten, vorherrschend. Grundsätzlich treten Schäden durch thermische Ermüdung, Spannungsrisse, Erosion, Oxidation , Heißkorrosion, Reaktionen zwischen Flüssigmetall und Matrizenstahl sowie durch die Bildung intermetallischer Verbindungen auf. Um diese zu verhindern, muss die aufzubringende Beschichtung eine besonders hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen, eine thermische Barrierewirkung haben, die eine Überhitzung des Stahls verhindert, eine inerte und stabile Grenzfläche schafft, die eine Haftung verhindert, und eine harte und abriebfeste Füllschicht bildet, die Oberflächenreaktionen zwischen dem flüssigen Metall und dem Matrizenstahl verhindert, die sonst zu Druckermüdungsrissen und Oberflächenerosion führen.

Allgemeine Verschleiß-Schadensmechanismen, die bei Warmarbeitsformteilen auftreten, und die nach diesen Mechanismen zu bevorzugenden Beschichtungsqualitäten sind in der nebenstehenden Tabelle zusammengefasst.

FehlermechanismusDas von der Beschichtung erwartete dominante Merkmal
Oberflächenrisse durch thermische ErmüdungHohe Härte, Zähigkeit und Oxidationsbeständigkeit
Adhäsionsverschleiß (Flüssigmetall-Adhäsion, Bildung intermetallischer Verbindungen auf der Oberfläche)Niedriger Reibungskoeffizient, hohe Oxidationsbeständigkeit, chemische Stabilität
Erosion, Oxidation und KorrosionHohe Warmhärte, hohe Oxidationsbeständigkeit, chemische Stabilität
Härteverlust und Massenschäden im Matrizenstahl als Folge der hohen TemperaturHärteverlust und Massenschäden im Matrizenstahl als Folge der hohen Temperatur

PVD-Beschichtungen der Formteile (Warmarbeitsmatrizen)

Zafir PlusAlTiN basiert36000,551 – 4900Schwarz-LilaHohe Härte, hohe Oxidationsbeständigkeit, hohe Warmhärte
Moldex ExtraCrN basiert24000,352 – 10700SilbergrauNiedriger Reibungskoeffizient, hohe Oberflächenqualität, sehr hohe Schichtzähigkeit, dicke Anwendbarkeit
OnyxAlCrN basiert36000,501 – 71000GeräuchertergrauHohe Härte, hohe Warmhärte, hohe Oxidationsbeständigkeit, geeignet für unzureichende Kühlung und trockene Zerspanung
PreventaTiSiN basiert42000,501 – 41100BronzeSehr hohe Härte, sehr hohe Warmhärte, ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit, Nanokompositstruktur geeignet für die Zerspanung und Trockenzerspanung von hartem Material
Lubrica TopAlTiCrN basiert37000,502 – 10950Schwarz-ViolettHohe Härte, niedriger Reibungskoeffizient, hohe Zähigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Warmhärte
Lubrica TriboCrAlTiN basiert37000,302 – 10900BlaugrauLubrica Tribo PVD-Beschichtung ist die Version, bei der die Oberflächeneigenschaften der Lubrica Top-Beschichtung verbessert und der Reibungskoeffizient reduziert wird.

*: Reibungskoeffizient wurde gegen Stahl gemessen

Welche Beschichtung soll ich wählen?