ARC - Prozess
Die heutzutage am weitesten verbreiteten PVD Methoden sind ARC Deposition und Sputtering. Beide Methoden werden unter Vakuumbedingungen in einer Beschichtungskammer durchgeführt. ARC umschreibt die Verdampfung der Edelmetalle im PVD Verfahren mittels magnetfeldgesteuerten Lichtbogen. Verdampfte positiv ionisierte Edelmetalle prallen mit hoher Beschleunigung (Ionisationsgrade von bis zu 100%) auf die negativ geladenen Werkstückoberfläche auf und verdichten sich. IonBond hat die PVD-ARC-Beschichtungstechnologie mit Kathodenzerstäubung Ende der siebziger Jahre aus der ehemaligen Sowjetunion eingeführt, inzwischen werden die meisten Werkzeuge mittels ARC Deposition beschichtet.
Sputter - Prozess
Das Sputtern, zu Deutsch die Kathodenzerstäubung, ist ein physikalischer Vorgang, bei dem Atome aus dem Target durch Beschuss mit energiereichen Ionen herausgelöst werden und in die Gasphase übergehen "Plasma". (Keine Funkenzerstäubung) Dadurch fallen keine unkontrollierten Tropfen auf die Werkstückoberfläche. Umständliche Fertigungsmethoden verhindern jedoch noch den Durchbruch dieser Technologie. Vermehrt wird auch in Hybridtechnologie ARC-Sputter geforscht.
Entschichten
Das Entschichten der Werkzeugoberfläche führt zu konstanter Schichtdicke, Haftfestigkeit und Duktualität. Entschichten fordert ein hohes Know How und ist nicht in jedem Fall sinnvoll.
Hartmetall Substrat
Das Entschichten der Hartmetallwerkzeuge war bis ende 2010 immer noch problematisch. Hochätzende Chemikalien, unterschiedliche Hartmetallwerkstoffe und Beschichtungen in einem komplexen Entschichtungsprozess bewirkten immer wieder vereinzelte Cobaltauswaschungen an der Oberfläche des Hartmetallsubstrates. Anfang 2011 erfuhr der Entschichtungsprozess für Hartmetallwerkzeuge einen hohen Entwicklungsschub. Mit hoher Prozesssicherheit können außer chromhaltige Hartstoffschichten fast sämtliche Hartstoffschichten ohne Cobaltauswaschungen komplett entfernt werden. [Stand 2011]
HSS Substrat
Das Entschichten von Hochleistungsschnellstahl ist unproblematisch und prozesssicher. Veränderungen des Werkstoffes sind ausgeschlossen.
Microstrahlen und Entschichten
Microstrahlen zur Haftgrundvorbereitung der Werkzeugoberfläche, die Tiefenreinigung, Entgratung und Aufrauhung der Oberfläche wird durch speziell abgestimmtes Strahlmittel erreicht.
Oxidationstemperatur
Die Oxidationstemperatur ist die maximal thermische Belastbarkeit der Schicht. Bei Überschreiten folgt das Verbrennen und Abplatzen der Hartstoffschicht. Die Werkzeugschneide wird freigelegt und der Reibwert erhöht sich. Die daraus resultierende Wärmeentwicklung reduziert die Schneideleistung und Standzeit des Werkzeuges.
Schichtaufbau
Monolayer
Trägerschicht mit einigen Nanometer höhe, gefolgt mit der Haupthartstoffschicht in homogenem Aufbau zur gesamten Schichtdicke 0.5 - 6 m.
Multilayer
Je nach Beschichtungsanlage und Hersteller. Trägerschicht mit einigen Nanometer höhe. Anschließend abwechselnd dünne Hartstoffschichten mit unterschiedlichen Materialien, bis die benötigte Schichtdicke 0.5 - 6 m erreicht ist. ( TiN-TiAlN-TiN-TiAlN-........TiN-TiAlN)
Lamellar
Lamellenstruktur bezieht sich auf WC/C Anteil.
Gradiert
Kombination unterschiedlicher Schichten mit unterschiedlichen Höhen. Homogenes Aufwachsen der Schicht. Zum Beispiel: AlTiN + PLC = AlTiN mit darüber aufgebrachten Polymere-like Carbon Schicht in homogenem Schichtaufbau.
Schichtdicke
Die Schichtdicke wird bei Dulco auf das jeweilige Werkzeug abgestimmt. Sie liegt je nach Material und Einsatz zwischen 0,05 m-8 m. Der Toleranzbereich von 0,3 m garantiert eine konstante Reproduzierbarkeit.
Schichthärte
Die Härte der Schicht wird in Vikkers gemessen und ist ein wichtiger Faktor für gute Ergebnisse. Doch nur die Verbindung von großer Härte und hoher Duktualität [Zähigkeit] ergibt leistungsfähige Schichten. Duktualität verhilft zu hoher Haftfestigkeit und verhindert Sprödigkeit und Abplatzen der Schicht.