Was ist eine Karbidbeschichtung? Arten und Anwendungen erklärt

Karbidbeschichtung kann auf zweierlei Weise verstanden werden: zum einen als Überzug einer Karbidschicht auf der Oberfläche anderer Stahlwerkstoffe und zum anderen als Überzug einer Schicht anderer Verbindungen auf der Oberfläche von Karbid.

Bei der Karbidbeschichtung wird eine dünne Schicht aus Karbidverbindungen auf verschiedene Substrate aufgetragen, um deren Oberflächeneigenschaften, Haltbarkeit und Leistungsfähigkeit zu verbessern. Diese fortschrittliche Oberflächenbehandlungstechnologie wird in verschiedenen industriellen Anwendungen häufig eingesetzt, um die Verschleißfestigkeit, Härte und Lebensdauer von Werkzeugen und Bauteilen zu verbessern. Es gibt zwei Haupttypen von Hartmetall Beschichtung, die jeweils unterschiedliche Funktionen und Anwendungsbereiche haben.

Erster Typ: Beschichtung einer Schicht aus Karbid auf anderen Stahlwerkstoffen.

1. Einführung in beschichtetes Hartmetall.

Hartmetall, das für seine hohe Härte und Verschleißfestigkeit bekannt ist, besteht aus einem Substrat, das mit einer dünnen Schicht aus karbidbildenden Materialien beschichtet ist. Diese Beschichtungen werden durch Verfahren wie die chemische Gasphasenabscheidung (CVD), die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) und das thermische Spritzen aufgebracht.

2. Klassifizierung und Eigenschaften von Beschichtungsmaterialien.

Beschichtungsmaterialien wie Wolframnitrid, Wolframkarbidund Titannitrid werden aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften ausgewählt:

• Wolframnitrid: Hervorragende Verschleißfestigkeit und Hochtemperaturstabilität, ideal für Hochtemperatur- und Hochlastanwendungen.
• Wolframkarbid: Bekannt für seine extreme Härte und Schälfestigkeit, geeignet für die Bearbeitung einer Vielzahl von Materialien, einschließlich Metallen und Keramiken.
• Titannitrid: Es wird vor allem in Hochtemperatur-Schneidumgebungen eingesetzt und verbessert die Schneidpräzision und -effizienz, indem es Verschleiß und Korrosion reduziert.

3. Materialauswahl für spezifische Anwendungen.

Die Wahl des Beschichtungsmaterials hängt von der Betriebsumgebung ab. So wird beispielsweise Wolframnitrid für Teile, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, bevorzugt, während Wolframkarbid besser für Hochgeschwindigkeitszerspanungen geeignet ist.

Zweite Art: Beschichtung anderer Verbindungen auf der Oberfläche von Hartmetall.

Bei dieser Art der Beschichtung werden verschleißfeste Verbindungen wie Karbide, Nitride und Oxide mithilfe von Abscheidungsverfahren wie PVD, CVD und Plasmaabscheidung auf die Oberfläche von Hartmetallwerkzeugen aufgebracht. Diese Methode zielt darauf ab, die Eigenschaften von Hartmetallwerkzeugen weiter zu verbessern.

Vorteile von beschichtetem Hartmetall:

• Erhöhte Härte und Verschleißbeständigkeit: Beschichtungen wie TiC und TiN erhöhen die Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit erheblich und verlängern so die Lebensdauer des Werkzeugs.
• Erhöhte Schnittgeschwindigkeiten: Beschichtete Werkzeuge können mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten, was die Produktivität steigert und die Lebensdauer der Werkzeuge unter gleichen Bedingungen um das 1-3fache verlängert.
• Geringere Reibung und Abnutzung: Niedrige Reibungskoeffizienten minimieren den Werkzeugverschleiß und reduzieren die Schnittkräfte um 10%-15%, was den Bearbeitungsprozess erleichtert.
• Vielseitigkeit: Beschichtete Werkzeuge können sowohl Schlicht- als auch Halbfertigbearbeitungen durchführen, was die Werkzeuganforderungen vereinfacht.

Spezielle Beschichtungen wie DLC:

Diamantähnliche Kohlenstoffbeschichtungen (DLC) bieten eine außergewöhnliche Härte und einen niedrigen Reibungskoeffizienten, was sie ideal für Anwendungen macht, die eine hohe Leistung ohne Schmierung erfordern. Diese Beschichtungen sind dünn genug, um die Abmessungen des Werkstücks nicht wesentlich zu verändern, und können sowohl die Lebensdauer des Werkstücks als auch die Arbeitseffizienz insgesamt deutlich erhöhen.

Karbidbeschichtungen sind weit verbreitet. in der Werkzeug- und Werkzeugmaschinenindustrie. Wenn keine superharten Werkstoffe wie Wolframkarbid (WC) oder Diamant verwendet werden, wie beispielsweise bei Schnellarbeitsstahl (HSS), kann das Aufbringen einer Hartmetallbeschichtung die Härte und Verschleißfestigkeit von Stahlwerkzeugen verbessern, wodurch die Leistung gesteigert und die Lebensdauer der Werkzeuge verlängert wird. Wenn Wolframkarbid als Grundmaterial für die Herstellung von Produkten verwendet wird, sind Beschichtungen in der Regel nicht erforderlich. Bei der Verwendung als Formkomponenten sind Beschichtungen in der Regel nicht erforderlich.