Beschichtungs- Technologie

von DURIT

Beschichtungen

Der Begriff „Beschichtung“ bezeichnet eine Hauptgruppe der Fertigungsverfahren, die eine festhaftende Schicht aus formlosem Material auf Werkstückoberflächen aufbringt. Die unterschiedlichen Verfahren lassen sich in chemische, mechanische, thermische und thermomechanische Prozesse unterteilen. Im Fachjargon wird oft der englische Begriff „Coating“ verwendet.

DURIT BESCHICHTUNGEN – VERSCHLEISSSCHUTZ UND BESTE PERFORMANCE

Auch im Beschichtungsmarkt nehmen wir eine führende Rolle ein. Unsere Verfahren stehen für technologische Innovation und erhöhen die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer von Bauteilen, Werkzeugen und Komponenten. Das Spektrum, das von DURIT Beschichtungen optimiert werden kann, ist nahezu grenzenlos

LEISTUNG UND AUSDAUER GEZIELT OPTIMIEREN

Oberflächenoptimierung, die Mehrwert schafft:

REDUZIERUNG
von Abrasion, Erosion und Reibung

ERHÖHUNG
der Beständigkeit (Verschleiß und Korrosion)

VERBESSERUNG
der Leitfähigkeit und der Isolierung (elektrisch, thermisch)

SCHAFFUNG
von Biokompatibilität

Beschichtungen – die Verfahren bei Durit

» Laser Cladding
» Thermische Spritzbeschichtungen: HVOF, APS, EAWS
» PVD/PACVD Beschichtungen
» CVD Beschichtungen

Thermische Beschichtungen von DURIT

Mit effektiven Verfahren realisieren wir maßgeschneiderte Lösungen, die Bauteile und Komponenten langlebiger machen: Die Verbesserung der Oberflächeneigenschaften wird von unseren Experten individuell und anforderungsspezifisch entwickelt und umgesetzt.

WIR LÖSEN IHR VERSCHLEISSPROBLEM

Dies gilt auch für bereits bestehende Produktionsprozesse. Dazu werden Verschleißbilder und eventuelle Ausfallursachen inklusive aller im Einsatz entscheidenden Parameter, z. B. Temperatur, Druck, benachbarte Bauteile oder das zu verarbeitende Medium, analysiert. Thermische Beschichtungen von DURIT sind die effektivste Möglichkeit, die operative Leistung erheblich zu verbessern.

EXTREMSTEN ANFORDERUNGEN GEWACHSEN

LASER CLADDING

» Legierungen

Schweißbare Pulver (Hartmetalle und Metalllegierungen) – vergleichbar Stellite^®, Tribaloy^®, Colmoloy^®, Hastaloy^®, Inconel^® o. Ä.

HVOF

High Velocity Oxygen Fuel

» Karbide

WC/Co

WC/Co-Cr

WC/Ni

WC/NiCr

WC/NiCrBSiFe

Cr₂C₃/NiCr

APS

Atmospheric Plasma Spraying

» Keramiken

Al₂O₃

TiO₂

Al₂O₃/TiO₂

Cr₂O₃

Cr₂O₃/TiO₂

ZrO₂/MgO

ZrO₂/Y₂O₃

EAWS

Electric Arc Wire Spraying

» Metalle

NiCr

NiCrMo

NiCrAIY

Weitere Beschichtungswerkstoffe auf Anfrage

Laser Cladding

Laserauftragsschweißen

Laser cladding

Beim Laserauftragschweißen wird die Bauteiloberfläche lokal aufgeschmolzen. Durch die Bewegung von Laseroptik und Pulverdüse, ergeben sich Schweißraupen auf dem zu beschichtenden Bauteil. Auf der Bauteiloberfläche erzeugt der Laser ein Schmelzbad. Durch eine Düse wird Metallpulver automatisiert eingebracht. Nebeneinander aufgetragen, lassen sich so definierte Areale funktional beschichten.

FÜR DIE ERZEUGUNG HOCHWERTIGER SCHICHTEN UND STRUKTUREN

EIGENSCHAFTEN

Ø Haftzugfestigkeit: > 300 MPa
Ø Porosität: 0 %
Ø Dicke der Beschichtung: 0,2 bis 5 mm und mehr

Laser Cladding Verfahren

Laser Cladding Überblick

EIGENSCHAFTEN:
Sehr gute Schichthaftung aufgrund schmelzmetallurgischer Bindung, partielle Beschichtung sowie komplexe Geometrien möglich, hohe Konturtreue – auch bei aufwändigen Werkstückformen, Entstehung von sehr feinen Mikrogefügen, begrenzte Wärmeeinbringung. Sehr hohe Haftzugfestigkeit.

TECHNISCHE BESONDERHEITEN:
Komplett geschlossene Oberfläche, mit einer Porosität von 0 %, daher gasdicht bzw. diffusionsdicht. Sehr hohe Haftzugfestigkeit.

TYPISCHE ANWENDUNGEN:
Maschinenbauteile wie Wellen, Führungen, Rollen, Schleissleisten etc., Ventilbauteile, Pumpenbauteile, wie Lager, Verdichterschaufeln, Innengehäuse oder Werkzeugelemente, die partiellen Verschleißschutz benötigen.

EINSETZBARE BESCHICHTUNGSMATERIALIEN:
Alle aufschmelzbaren Metalle in Pulverform z. B. Inconel, Hasteloy, Stellite usw. sowie Hartmetalle mit unterschiedlichsten Bindern.

SCHICHTSTÄRKE:
0,2 – 5 mm und mehr.

HVOF

Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen

HVOF

Beim Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen erfolgt eine kontinuierliche Gasverbrennung unter sehr hohem Druck. In deren zentraler Achse wird der pulverförmige Spritzzusatz zugeführt. Der in der Brennkammer erzeugte Druck des Brenngas-Sauerstoff-Gemisches und die nachgeordnete Expansionsdüse erzeugen eine hohe Strömungsgeschwindigkeit. Dadurch werden die Spritzpartikel beschleunigt. Unsere Beschichtungs-Experten realisieren damit sehr dichte Schichten mit verschleißreduzierenden Eigenschaften.

FÜR DIE ERZEUGUNG ÄUSSERST DICHTER OBERFLÄCHEN

EIGENSCHAFTEN

Ø Haftzugfestigkeit: > 80 MPa
Ø Porosität: 0.5 % bis 1 %
Ø Dichte der Beschichtung: 100 bis 500 μm

HVOF Verfahren

HVOF Überblick

EIGENSCHAFTEN:
Sehr guter Verschleißschutz gegen Abrasion und Erosion sowie gute Korrosionsbeständigkeit

TECHNISCHE BESONDERHEITEN:
Relativ dicht, mit einer Porosität von 0,5 – 1 %, daher gasdicht (diffusionsdicht)

TYPISCHE ANWENDUNGEN:
Maschinenbauteile wie Wellen, Führungen, Rollen, Schleißleisten u. ä., Ventilbauteile, Pumpenbauteile, Verdichterschaufeln

EINSETZBARE BESCHICHTUNGSMATERIALIEN:
WC/Co, WC/Co-Cr, WC/Ni, WC/NiCr, WC/NiCrBSiFe, Cr₂C₃/NiCr

SCHICHTSTÄRKE:
0,1 – 0,5 mm

APS

Atmosphärisches Plasmaspritzen

APS

Beim APS-Verfahren wird pulverförmiges Material durch einen Plasmastrahl geschmolzen und auf die Werkstückoberfläche aufgebracht. Dieses äußerst flexible thermische Spritzverfahren bietet präzise Kontrolle für optimale Schichtdicken und Oberflächeneigenschaften.

FÜR HÖCHSTE QUALITÄT UND DAUERHAFTE FESTIGKEIT

EIGENSCHAFTEN

Ø Haftzugfestigkeit: 20 bis 50 MPa
Ø Porosität: 4 % bis 8 %
Ø Dicke der Beschichtung: 200 bis 1.000 μm

APS Verfahren

APS Überblick

EIGENSCHAFTEN:Guter Verschleißschutz gegen Abrasion und Erosion, ausgezeichnete
Korrosionsbeständigkeit, gute thermische, elektrische und magnetische Isolation, Biokompabilität

TECHNISCHE BESONDERHEITEN:
Mit einer Porosität von 4 – 8 %, daher nicht gasdicht bzw. diffusionsdicht

TYPISCHE ANWENDUNGEN:Ventileinsätze, Pumpenbauteile (z. B. Lagersitze), Kolben vornehmlich bei
chemischer Beanspruchung

EINSETZBARE BESCHICHTUNGSMATERIALIEN:
Keramik wie z. B. Al₂O₃, TiO₂, Al₂O₃/TiO₂, Cr₂O₃, Cr₂O₃/TiO₂, Cr₂O₃/SiO, ZrO₂/CaO, ZrO₂/MgO, ZrO/YO/CeO, ZrO₂/Y₂O₃

SCHICHTSTÄRKE:
0,2 – 0,5 mm (im Mittel, teilweise auch bis 1 mm möglich)

EAWS

Drahtflammspritzen

EAWS

Beim Draht- oder Stabflammspritzen wird der Spritzzusatzwerkstoff im Zentrum einer Acetylen-Sauerstoff-Flamme kontinuierlich aufgeschmolzen. Mit Hilfe eines Zerstäubergases, z. B. Druckluft oder Stickstoff, werden tröpfchenförmige Spritzpartikel abgelöst und auf die vorbereitete Werkstückoberfläche geschleudert. Das auch als Electric Arc Wire Spraying bezeichnete Verfahren realisiert hohe Spritzraten bei geringem Gasverbrauch. EAWS Drahtflammspritzen erzeugt verschleißoptimierte
Oberflächenschichten mit einer durchschnittlichen Porosität von ca. 3 % und einer Haftzugsfähigkeit von 40 MPa.

FÜR WERKSTÜCKOBERFLÄCHEN, DIE LÄNGER DURCHHALTEN MÜSSEN

EIGENSCHAFTEN

Ø Haftzugfestigkeit: 15 bis 40 MPa
Ø Porosität: 3 %
Ø Dichte der Beschichtung: 200 bis 5.000 μm

EAWS Verfahren

EAWS Überblick

EIGENSCHAFTEN:
Guter Verschleißschutz gegen Abrasion und Erosion, gute Korrosionsbeständigkeit

TECHNISCHE BESONDERHEITEN:
Mittlere Porösität von etwa 3 %

TYPISCHE ANWENDUNGEN:
Maschinenbauteile wie Wellen, Führungen und Ventilbauteile

EINSETZBARE BESCHICHTUNGSMATERIALIEN:
Metalle wie z. B. Mo99.9+, Cu5Al, Ni₂0Cr, Sn7, 5Sb3,5Cu, AISI420, AISI316, AISI304, Liga C-276, Edelstähle

SCHICHTSTÄRKE:
0,2 – 0,8 mm (im Mittel, teilweise auch bis 5 mm möglich)

PVD/PACVD-Beschichtungen

PVD/PACVD

PVD- und auch PACVD-Verfahren werden häufig bei Zerspanungs- sowie bei Umformwerkzeugen eingesetzt – vor allem um Standzeiten zu erhöhen. So lassen sich – spezifisch auf die jeweilige Anwendung abgestimmt – gute Verschleißfestigkeiten und hohe Härten realisieren.

Beide Verfahren bieten vielfältige Möglichkeiten zur gezielten Verbesserung der individuellen Materialeigenschaften hinsichtlich:

» VERSCHLEISSSCHUTZ
» OXIDATIONSBESTÄNDIGKEIT
» KORROSIONSBESTÄNDIGKEIT
» BIOKOMPATIBILITÄT

PVD/PACVD Beschichtungen für sämtliche Branchen und Einsatzzwecke

PVD/PACVD

Das PVD-Verfahren basiert auf der Freisetzung metallischer Schichtkomponenten wie Titan, Aluminium, Zirkon oder Chrom. Im Hochvakuum werden diese in einen gasförmigen Zustand überführt und deren Teilchen über elektrische Felder und Plasma in Richtung Werkstück transportiert. Durch Zugabe einer reaktiven Komponente wie z. B. Stickstoff oder Kohlenstoff verbinden sie sich fest mit der Oberfläche.

FÜR FESTE, DAUERHAFTE VERBINDUNGEN

Der PVD-Prozess ermöglicht die Abscheidung von sehr dünnen und auch sehr harten, festhaftenden Schichten. Die gängigsten sind: Titannitrid-Beschichtungen, Titanaluminiumnitrid-Beschichtungen, Chromnitrid-Beschichtungen sowie Titancarbid-Beschichtungen. Sämtliche von DURIT erstellten PVD-Beschichtungen überzeugen durch ausgezeichnete Haftfestigkeit und minimieren Verschleiß dauerhaft.

FÜR AUSGEZEICHNETE, VERSCHLEIßOPTIMIERENDE HAFTFESTIGKEIT

EIGENSCHAFTEN

Ø Maximale Bauteilgröße: 400 x 800 mm bis max. 250 kg
Ø Beschichtungstemperatur: 450 °C oder darunter (bis 180 °C)
Ø Dicke der Beschichtung: 3 – 5 μm und in Einzelfällen > 10 μm

PVD Verfahren

PACVD Verfahren

PVD/PACVD Überblick

EIGENSCHAFTEN
Gute Gleitfähigkeit, niedriger Reibungskoeffizient, hohe Härte und Oxidationsbeständigkeit

ZU BESCHICHTENDE MATERIALIEN
Alle Metalle, Keramik, Kunststoff, Glas

SCHICHTSTÄRKE
3 – 5 μm. Stärkere Schichten lassen sich realisieren, neigen ggf. zu Rissbildung auf Grund größerer Eigenspannungen

BESCHICHTUNGSTEMPERATUREN450 °C oder darunter (bis 180 °C), von daher lassen sich auch gefasste Werkzeuge beschichten. Gelötete Bauteile lassen sich auch beschichten, jedoch muss ein spezielles Lot verwendet werden.

MAXIMALE BAUTEILGRÖßE
Ø 400 x 800 mm, bis max. 250 kg

TECHNISCHE BESONDERHEITEN
Bohrungen werden nur bis zu einer Tiefe von 1 x D voll beschichtet. Danach nimmt die Schichtstärke ab.

TYPISCHE ANWENDUNGEN:

ZIEHWERKZEUGE
Reduzierung der Reibung und zum Schutz vor aggressiven Medien.

STANZWERKZEUGE
Erhöhung der Schneidkantenstabilität und als Schutzschicht zur Vermeidung von Kaltaufschweißungen.

UMFORMWERKZEUGE
Reduzierung der Reibung und als Schutzschicht zur Vermeidung von Kaltaufschweißungen.

LAGERBUCHSEN
Reduzierung der Reibung und zum Schutz vor aggressiven Medien bzw. zum Erzeugen von Biokompatibilität.

SCHNEIDWERKZEUGE
Erhöhung der Schneidkantenstabilität und zur Reduzierung der Reibung.

SPRITZGUSSWERKZEUGE
Erhöhung der Verschleißfestigkeit und Verringerung der Anhaftungsneigung.

CVD-Beschichtungen

CVD

An der erhitzten Oberflache eines Substrates wird durch eine chemische Reaktion aus der Gasphase eine Feststoffkomponente abgeschieden. Dies geschieht in einer Vakuumkammer. Das erzeugte Gas verteilt sich als feinster Nebel innerhalb der Kammer. Es kondensiert auf den zu beschichtenden Werkstücken. Aufgrund der Spannungsverteilung und der Partikelgröße können kleinste Konturen beschichtet werden.

MEHRWERT FÜR BRANCHEN, WIE MEDIZINTECHNIK, AUTOMOBILINDUSTRIE, MASCHINENBAU UND MEHR

EIGENSCHAFTEN

Ø Maximale Bauteilgröße: 600 x 800 mm, bis max. 330 kg
Ø Beschichtungstemperatur: über 1.000 °C
Ø Dicke der Beschichtung: 5–12 μm

CVD Verfahren

CVD - Überblick

EIGENSCHAFTEN
Gute Gleitfähigkeit, niedriger Reibungskoeffizient und hohe Härte

ZU BESCHICHTENDE MATERIALIEN
Sämtliche temperaturbeständigen Metalle, Keramik

SCHICHTSTÄRKE

5–12 μm, sogar stärkere Schichten lassen sich realisieren, neigen aber zu
Rissbildung auf Grund größerer Eigenspannungen

BESCHICHTUNGSTEMPERATURENEs können nur solide Einzelteile beschichtet werden. Eine Besonderheit sind gehärtete Stähle – ihre Härtung findet beim Beschichten parallel statt. Bei über 1.000 °C lassen sich gefasste Werkzeuge nicht beschichten.

MAXIMALE BAUTEILGRÖßE
~ Ø 600 x 800 mm, bis max. 330 kg

TECHNISCHE BESONDERHEITEN
Bohrungen werden komplett beschichtet, d. h. volle Schichtstärke über die gesamte Bohrungstiefe, sehr gute Haftung auf dem Substrat