Schneidwerkzeuge

PVD-Beschichtungen für Schneidwerkzeuge

Der Hauptzweck der PVD-Beschichtung auf den Schneidwerkzeugoberflächen ist die Erhöhung der Verschleißfestigkeit des Werkzeugs und die Verlängerung der Werkzeuglebensdauer. Dadurch werden eine schnellere Teileproduktion und eine bessere Oberflächenqualität der Teile erreicht.

Im Allgemeinen wird eine PVD-Beschichtung auf die Schneidwerkzeuge aufgetragen, um eine hohe Oberflächenhärte, eine hohe Verschleißfestigkeit, einen niedrigen Reibungskoeffizienten der Oberfläche und eine Beständigkeit gegen Oxidation und Erosion bei hohen Temperaturen zu erreichen. Es gibt nicht nur eine Art von Beschichtung, die all diese Erwartungen gleichzeitig maximal erfüllt. Daher sollte die Art der Beschichtung, die besser geeignet ist, in Übereinstimmung mit den Ergebnissen bestimmt werden, die nach der Untersuchung der Eigenschaften der Werkzeugmaschine, in der das Schneidwerkzeug verwendet wird, der Schnittparameter, des Schneidwerkzeugtyps, der Eigenschaften des verwendeten Werkstücks, der Kühl-Schmier-Bedingungen bei der Zerspanung und der dominanten Verschleißcharakteristik des Schneidwerkzeugs herauskamen.

Die allgemeinen Verschleiß-Schädigungsmechanismen in den Schneidwerkzeugen und die nach diesen Mechanismen zu bevorzugenden Beschichtungsqualitäten sind in der nebenstehenden Tabelle zusammengefasst.

FehlermechanismusDas 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
Hochtemperaturverschleiß (Oxidation, Diffusion, Erosion, Kraterbildung auf der Spanoberfläche), thermische Ermüdung
Hohe Temperaturbeständigkeit, eine ausreichende Wärmeisolierung
Plastische Verformung (Formänderung in Werkzeug, Bruch, Massenschäden)Auswahl von Schneidwerkzeug und Beschichtung mit hoher Zähigkeit, Härte und Festigkeit

PVD-Beschichtungen für Schneidwerkzeuge

Name der BeschichtungChemische ZusammensetzungHärte (HV)ReibungskoeffizientDicke (μm)Zersetzungstemperatur (°C)FarbeEigenschaften
Super TiNTiN basiert26000,402 – 5600Golden GelbAllgemeine Verwendung, breites Anwendungsgebiet, alle mechanisch-chemischen Eigenschaften sind auf mittlerem Niveau
AnthrazitTiCN basiert38000,251 – 4400Magenta-grauHohe Härte, niedriger Reibungskoeffizient, mäßige Temperaturbeständigkeit
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
AlternaZrN basiert30000,301 – 5450HellgelbAusgezeichnete Oberflächeneigenschaften, sehr hoher Haftverschleiß, Adhäsion, Riebverschweißungbeständigkeit
Lubrica TopAlTiCrN basiert37000,502 – 10950Schwarz-ViolettHohe Härte, niedriger Reibungskoeffizient, hohe Zähigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, hohe Warmhärte

*: Reibungskoeffizient wurde gegen Stahl gemessen

Welche Beschichtung soll ich wählen?