PVD-Beschichtung

Was ist PVD-Beschichtung?

Geschichte der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD)

Das Verfahren physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) basiert hauptsächlich auf der Anhäufung von Festkörper-Beschichtungsmaterial auf einem Grundmaterial durch Verdampfen oder Bespritzen.

Die Beschichtung, die Faraday 1857 durch Verdampfen eines Metalldrahtes unter Vakuum durchgeführt hat, wird als die erste PVD-Beschichtungsanwendung akzeptiert. Die optischen Eigenschaften der mit dieser Methode hergestellten dünnen Filme wurden in 1888 von Kuntz untersucht. Die Methode war viele Jahre lang auf physikalische Studien beschränkt, erst nach den 1960er Jahren wurde sie mit ihrer Einführung zur Verzögerung des Verschleißes an der Oberfläche der Schneidwerkzeuge verbreitet.

Verfestigungsmechanismen, die zu den Regeln der Physikochemie gehören, sind bei PVD-Beschichtungsverfahren nicht gültig. Darüber hinaus weisen Materialien, die als dünne Filme beschichtet werden, die elastischen Eigenschaften des Grundmaterials auf. Aus diesen Gründen ist es möglich, jedes Material auf fast jedes feste Material zu beschichten.

Physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) Technik

Die Lebensdauer der Maschinenteile und der Werkzeuge ist aufgrund von Verschleiß begrenzt. Heute wird der Kostenfaktor trotz der steigenden Nachfrage nach der Produktion desselben Teils durch verschleißbedingte Stillstandszeiten der Produktionsmaschinen ständig erhöht. Aus diesem Grund wird die Verzögerung des Verschleißes wirtschaftlich immer wichtiger. Anstatt die gebrauchten Werkzeug- und Formteile durch teurere zu ersetzen, bringt die Verbesserung der Reibungs- und Verschleißeigenschaften der Teileoberfläche eine wirtschaftliche und praktischere Lösung des Problems. Dünnschicht-Hartkeramik Beschichtungen sind auf diesem Gebiet sehr erfolgreich.

Die PVD-Beschichtungstechnik ist die bekannteste unter den erfolgreichen Methoden, mit denen harte keramische Beschichtungen auf Formen- und Werkzeugoberflächen aufgebracht werden können. Diese Technik basiert auf dem Prinzip der ionischen Akkumulation von Materialien unter Vakuum durch Verdampfen oder Bespritzen auf die zu beschichtende Oberfläche.

Vorteile der PVD-Beschichtungen

Hohe Härte (2400-4000 HV) (~ 80-90 HRC)
Hohe Abriebfestigkeit
Niedrige Reibungskoeffizient (hohe Oberflächengleitfähigkeit)
Geringere Erwärmung des Werkzeugs dank niedriger Wärmeleitfähigkeit
Beständigkeit gegenüber chemischen Umgebungen
Erhöhte Oberflächenqualität der bearbeiteten Teile
Verhinderung des Anhaftens der bearbeiteten Teile an der Werkzeugformoberfläche
Keine Messungsänderungen durch die Beschichtungsstärke im Mikrometerbereichh
Reduzierung der Werkzeugkosten pro Stück durch erhöhte Werkzeugstandzeit
Geringere Maschinenstillstandszeiten, da die Werkzeugwechselhäufigkeit reduziert wird
Fähigkeit, eine homogene Beschichtungsstärke in jedem Bereich zu erreichen