Spezielle Beschichtungen und Anwendungen

Maßgeschneiderte Lösungen für einzigartige Betriebsanforderungen

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Beschichtungen für spezielle Anwendungen

Neben den üblichen Beschichtungsanwendungen bietet IHI Ionbond auch kundenspezifische Lösungen für besondere Betriebsanforderungen. Diese Lösungen sind in der Regel das Ergebnis einer umfassenden Entwicklung als Reaktion auf einen bestimmten Kunden- oder Marktbedarf. Unsere Ingenieure scheuen sich nicht vor herausfordernden Aufgaben und streben danach, Lösungen für viele Situationen zu finden, in denen Standardansätze nicht anwendbar sind. Diese Entwicklungen werden in unseren Kompetenzzentren in Europa, den USA und Asien durchgeführt und basieren auf PVD-, CVD- und PACVD-Technologien.

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Trockene Umgebung

In trockenen Umgebungen wie Trockengas oder Vakuum weisen normale DLC-Beschichtungen wie Tribobond 41/42/43 hohe Reibungs- und Verschleißraten auf. Als Reaktion auf die Notwendigkeit, unter solchen Bedingungen Schutz zu bieten, entwickelte Ionbond die Tribobond 55-Beschichtung, die speziell für die Überwindung dieser Einschränkung entwickelt wurde. Dies wurde durch eine Modifikation der Struktur und Zusammensetzung der funktionellen DLC-Schicht erreicht.

Diese kundenspezifische Schicht behält in den meisten Trocken- und Vakuumumgebungen einen extrem niedrigen Reibungskoeffizienten bei und hilft so, Verschleiß und Energieverluste im Zusammenhang mit Reibung zu reduzieren. Die Tribobond 55-Beschichtung wird typischerweise für Verschleißteile in Hochvakuumsystemen sowie für tribologische Anwendungen in Trockengasumgebungen betrieben.

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Innenflächen

Eine der Grenzen der physikalischen und plasmagestützten chemischen Gasphasenabscheidung (PVD und PACVD) besteht darin, dass sie nicht in der Lage sind, Beschichtungen auf Innenflächen wie Löchern und Hohlräumen mit einem hohen Seitenverhältnis aufzubringen. Die Technologie der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) ermöglicht jedoch die Beschichtung von Innenflächen mit praktisch unbegrenzter Länge und unbegrenztem Seitenverhältnis. Dies wird durch die Steuerung reaktiver Gasströme erreicht, eine Technik, die die Ingenieure von Ionbond bei vielen verschiedenen Produkten beherrschen. Auf Innendurchmessern unterschiedlicher Geometrie, Größe und Länge können hochwertige Beschichtungen wie TiN, TiCN, ZrN oder Al2O3 hergestellt werden.

Das CVD-Verfahren ist besonders geeignet für austenitische Stähle (300er-Serie), die von den hohen Temperaturen des Abscheidungsprozesses nicht beeinträchtigt werden. Andere Materialien benötigen nach der Verarbeitung möglicherweise eine zusätzliche Wärmebehandlung, abhängig von den Anwendungsanforderungen und ihrer Zusammensetzung. Ionbond-Ingenieure haben mehrere Lösungen für den erfolgreichen Schutz von IDs gegen Verschleiß und Korrosion mit durch CVD produzierten Beschichtungen entwickelt.

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Korrosionsschutz

Herkömmliche physikalische und chemische Gasphasenabscheidungs-(PVD- und CVD-)Beschichtungen bieten nur geringfügige Verbesserungen der Korrosionsbeständigkeit. Dies ist in erster Linie auf die Struktur der Beschichtung zurückzuführen, die eine Wechselwirkung des korrosiven Mediums mit dem Substrat durch Korngrenzen und andere Defekte der Beschichtung ermöglicht. Ionbond bietet eine Reihe möglicher Lösungen zur Verbesserung der Korrosionsleistung empfindlicher Substrate.

Aluminiumbeschichtungen: Aluminiumbeschichtungen bieten eine bemerkenswerte Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit. Die Beschichtung wirkt bei galvanischer Korrosion als Opferanode und schützt so das Substrat. Die Ionendampfabscheidung (IVD) ist ein übliches Verfahren zur Herstellung eines solchen Films. Die Ingenieure von Ionbond haben eine alternative Technik entwickelt, um Al-Beschichtungen unter Verwendung von kathodischer Lichtbogen- oder Sputter-PVD-Technik herzustellen. Die mit PVD-Verfahren hergestellten Aluminiumbeschichtungen halten die strengen US-Verteidigungsspezifikationen (MIL-SPEC) ein und bieten einige Leistungsvorteile im Vergleich zu Beschichtungen, die mit anderen Verfahren aufgetragen werden.

PACVD-Filme aus Siliziumoxid: Eine weitere wirksame Lösung für den Korrosionsschutz ist ein Film aus PACVD-Siliziumoxid. Diese Filme sind ideal, um eine vollständig abgedichtete Oberfläche zu bilden, die wirksam verhindert, dass das korrosive Medium mit dem Substrat interagiert. Die SiOx-Beschichtungen werden in einem reinen PACVD-Verfahren hergestellt, wodurch eine unerwünschte Struktur des Films vermieden wird. Diese Beschichtungen haben im Salzsprühtest bis zu 500 Stunden lang Korrosionsfreiheit bewiesen. Im Gegensatz zu Aluminiumbeschichtungen haben SiOx-Filme eine hohe Härte und bieten einen gewissen Verschleißschutz. Sie können als Deckschicht auf normalen Tribobond-Folien hergestellt werden.

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Dotierte DLC-Beschichtungen

Die spezifische Beschaffenheit von diamantähnlichen Kohlenstoffschichten (DLC) ermöglicht es Ingenieuren, ihre Eigenschaften an eine bestimmte Anwendung anzupassen. Dies wird entweder durch Modifikation des Abscheidungsprozesses oder durch Dotieren des DLC-Films mit bestimmten Elementen erreicht. Ionbond-Ingenieure haben maßgeschneiderte DLC-Beschichtungen für eine Vielzahl von Spezialanwendungen entwickelt, wie zum Beispiel:

  • Filme mit einem bestimmten Widerstands-/Leitfähigkeitsbereich
  • Filme mit veränderter Oberflächenenergie um bessere hydrophobe Eigenschaften zu erreichen
  • Filme für nichtleitende Substrate, wie Glas oder Keramik
  • Filme, die für bestimmte Kunststoffsubstrate geeignet sind

Sind Sie an einer anderen Anwendung interessiert? Das Ingenieurteam von Ionbond arbeitet ständig daran, das Anwendungsspektrum von DLC-Beschichtungen zu erweitern und ist immer offen für kundenspezifische Anwendungen.

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Dr. Val Lieberman

Globaler Segmentleiter Komponenten