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PRODUKTNEUHEITEN
Stanzzeitverlängerung mit Dynamant-Schichten
DLC-Schichten zeigen ihre Überlegenheit auch in der Fertigung
Teile einer Zahnradpumpe, beschichtet mit Dynamant gegen Reibung und Verschleiß
Bei der mechanischen Bearbeitung ist der Verschleiß des Werkzeugs auch bei guter Schmierung unvermeidbar. Durch die Berührung zwischen Werkzeug und Werkstück findet ein wechselseitiger Materialübertrag statt. Dem Werkstück geschieht das meistens nur einmal. Beim Werkzeug dagegen haben wir den Fall “steter Tropfen höhlt den Stein”.
Die Ursache liegt in den “Blitztemperaturen”, die in den “Hotspots”, den Rauigkeitsspitzen von Werkstück und Werkzeug, kurzzeitig Werte von über 1.000 °C erreichen können. Schmieren stellt dabei oft nur einen Notbehelf dar.
Hier haben sich harte und reibungsmindernde DLC-Schichten (DLC = diamond-like carbon, a-C:H:X) auf dem Werkzeug bewährt. Die von IKOS GmbH entwickelte Variante Dynamant® haftet gut auf Stahl, Keramik,Hartmetall und anderen Materialien, ist sehr hart (ca. 3.000 HV) und elastisch (bis zu 90 % elastische Rückfederung bei Belastung) und mindert die Reibung bei einer Stahl-Stahl-Paarung um den Faktor 5 bis 10. Beim Stanzen von 3mm dickem verzinktem Stahlblech hat ein Dynamant®-beschichteter Stahlstempel eine 50-fache Standzeit (“Stanzzeit”) erreicht. Dabei hat sich praktisch kein Zink auf der Oberfläche der Schicht abgelagert.
Wenn a-C:H:X-Schichten auf glatten Oberflächen aufgebracht werden, sind sie nicht nur wasserabweisend (hydrophob), sondern es lässt sich auch kein anderes Material aufreiben. Der unbeschichtete Reibpartner reibt sich auf a-C:H:X nicht ab, verliert demzufolge kein Material und verschleißt fast nicht mehr, obwohl er gar nicht beschichtet ist.
Auf diese Weise konnte im System Tassenstößel/Nockenwelle eine Standzeit des unbeschichteten Reibpartners um einen Faktor 5 erreicht werden. Dabei war es gleichgültig, ob nur die Nockenwelle oder nur der Tassenstößel beschichtet war. Dass die beschichtete Seite noch viel mehr vor Verschleiß geschützt war, versteht sich von selbst, denn auch der harte Kohlenstoff reibt sich nur extrem langsam ab. In dieser Hinsicht ist a-C:H:X den Klassikern unter den Hartstoffschichten, wie z. B. TiN, TiC, TiCN, TiAlN oder CrN überlegen. Die letzteren Schichtmaterialien sind zwar teilweise ähnlich hart wie a-C:H:X, haben aber mit Werten von 0,4 (TiC) bis 0,7 (TiN) eine ziemlich hohe Reibung. a-C:H:X liegt um einen Faktor 5 bis 10 darunter, was auch Anwendungen ohne Schmiermittel möglich macht. Angesichts steigender Erdölpreise ist das ein interessanter Gesichtspunkt mit einem großen Zukunftspotenzial.
Ansprechpartner:
Dr. Knut Enke
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