PVD Beschichtungen

Physikalische Gasphasenabscheidung

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Ionbond™ PVD-Beschichtungsdienst

Alle PVD Prozesse finden im Hochvakuum statt. Der Ionbond PVD Prozess wird für die Abscheidung von Schichten basierend auf Ti, Cr, Zr und Legierungen wie AlCr, AlTi und TiSi mit Nitriden, Karbiden und Karbonitriden auf einer Vielzahl von Werkzeugen und Komponenten genutzt. Anwendungsgebiete beinhalten Schneid- und Formwerkzeuge, mechanische Komponenten, Medizinaltechnische Produkte und Teile, die von einer harten und dekorativen Beschichtung profitieren. Die typischen Prozesstemperaturen für PVD Beschichtungen bewegen sich im Bereich 250 und 450 °C. In manchen Fällen können Ionbond PVD Beschichtungen auch bei Temperaturen von unter 70 °C oder bis zu 600 °C aufgetragen werden, abhängig vom Substratmaterial und der Anwendung.

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PVD-Beschichtung mit verbesserten Eigenschaften

Beschichtungen können als Monolagen, Multilagen und/oder als Gradientenschichten abgeschieden werden. Die neuste Generation von Beschichtungen sind nanokristalline Übergitterstrukturen von Mehrlagenschichten, die die Schichteigenschaften deutlich verbessern und das Anwendungsspekrum wesentlich erweitern. Die Beschichtungsstruktur kann so abgestimmt werden, dass die erwünschten Eigenschaften wie Härte, Haftung, Reibung etc. kombiniert werden können. Die endgültige Entscheidung für einen Schichttyp wird jedoch stets durch die Anwendung definiert. Die Dicke der Beschichtung bewegt sich im Rahmen von 2 bis 5 µm, kann jedoch auch bis zu einigen 100 Nanometern dünn sein oder bis zu 15 µm dick. Als Substratmaterialien sind Stähle, Nichteisenwerkstoffe, Hartmetalle, wie auch vorbeschichtete Kunststoffe geeignet. Die Eignung eines Substratmaterials für den PVD Prozess ist lediglich durch seine Stabilität im Vakuum bei Beschichtungstemperatur und durch seine elektrische Leitfähigkeit limitiert.

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Was ist die PVD-Beschichtungstechnologie?

Die Physikalische Abscheidung aus der Gasphase (PVD = Physical Vapor Deposition) ist eine Methode zur Herstellung von metallbasierten, harten Beschichtungen mit Hilfe von teilweise ionisiertem Metalldampf. Dieser reagiert mit spezifischen Gasen und bildet dann auf dem Substrat eine dünne Schicht mit einer definierten chemischen Zusammensetzung. Die gebräuchlichsten Methoden sind hierfür die Kathodenzerstäubung (Sputtering) und der kathodische Lichtbogen. Beim Sputtern wird der Dampf durch die Bombardierung eines Metalltargets mit energiegeladenen Edelgasionen gebildet. Das Arcverfahren verwendet repetitive Lichtbogenentladungen im Vakuum, um das Metall zu verdampfen.

Häufig gestellte Fragen zu PVD-Beschichtungsdienstleistungen

Beschichtungen reduzieren die Langzeitkosten durch langlebigere Werkzeuge und steigern die Effizienz durch höhere Produktivität infolge höherer Schnittgeschwindigkeiten und Zustellung. PVD Beschichtete Werkzeuge können trocken oder unter Minimalmengenschmierung eingesetzt werden (oder im Falle von Formwerkzeugen Trennmitteln), was zu einer Absenkung der Betriebsmittel- und Recyclingkosten führt. Beschichtungen auf mechanischen Komponenten reduzieren die Reibung und verbessern die Leisung und Zuverlässigkeit.

Vor der Beschichtung müssen sämtliche Oberflächen der Substrate (besonders die zu beschichteten Flächen) (Werkzeuge und Komponenten) von jeglichen Fremdkörpern, Ölen und Fetten gereinigt werden. Der Reinigungsprozess ist ein wesentliches Element, das die Schichthaftung und damit auch die Leistung des beschichteten Teils oder Werkzeuges bestimmt. Sämtliche Teile werden von Ionbond vor der Beschichtung mittels definierter Prozesse gereinigt. Ionbond empfiehlt seinen Kunden, die optimalen Vorbedingungen für die Substrate zu diskutieren, um eine optimale Leistung der beschichteten Teile zu garantieren.

PVD Prozesse sind Sichtlinienprozesse, die eine Bauteilbewegung in der Kammer erfordern (Einfach- bis Dreifachrotation), um eine homogene Schichtdicke in allen Bauteilbereichen zu ermöglichen. Beim PVD Prozess ist die Beschichtung von Kavitäten limitiert auf eine Tiefe, die dem Durchmesser der Öffnung entspricht und ist begründet durch den physikalischen Effekt, dass elektrische Felder nicht in metallisch Hohlräume eindringen.

Die Typische Lieferzeit beträgt 3 bis 5 Werktage. Testteile und Proben benötigen im Allgemeinen mehr Zeit, da eventuell Haltevorrichtungen angefertigt werden müssen.

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