Zukunft Multilayer: Diamantbeschichtungen - Cemecon AG

>> Gerade bei der Grafitbearbeitung profitieren die eingesetzten Fräser von speziell angepassten Diamantbeschichtungen. Der von der Cemecon AG aus Würselen entwickelte Multilayer-Schichtwerkstoff CCDia Carbonspeed verschafft den Werkzeugen längere Standzeiten und höchste Oberflächen- güten – für eine wirtschaftliche und prozesssichere Produktion.

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Die Grafitzerspanung ist einer der Hauptmärkte für diamantbeschichtete Fräser. Dort stehen meist sehr feine Strukturen und höchste Oberflächengüten im Pflichtenheft – für unbeschichtete Werkzeuge ist durch die hohe Abrasion von Grafit doch schon oft nach kurzer Eingriffszeit Schluss. Erst mit hochwertigen diamantbeschichteten Fräsern lassen sich sämtliche Vorteile einer modernen und wirtschaftlichen Produktion erschliessen.

Multilayer-Diamantschichten trotzen dem Verschleiss

Gerade Multilayer-Diamantbeschichtungen zeigen gegenüber kristallinen Lösungen enorme Vorteile wie bessere Oberflächengüten und längere Standzeiten. Darüber hinaus werden zunehmend Werkzeuge mit extrem kleinen Durchmessern ab 0,1 Millimeter eingesetzt, um die feinen Konturen und immer enger werdenden Toleranzen einzuhalten.

Manfred Weigand, Produktmanager bei Cemecon führt aus: «Werkzeughersteller versuchen, mit der gezielten Kombination aus speziell ausgesuchten Hartmetallsorten, optimierter Geometrie und präzisem Schliff ihre Werkzeuge auf die Herstellung von hochkomplexen Grafitelektroden anzupassen. Mit einer Diamantbeschichtung on top, die weder Durchmesser noch Formgenauigkeit beeinträchtigt, steigen sie in die wirklich wirtschaftliche Produktion ein!»

Bearbeitung von Hartmetall mit bis zu zehn Prozent Kobalt

Um diese Kriterien optimal zu erfüllen, entwickelten die Ingenieure der Cemecon AG vor etwas mehr als einem Jahr den Schichtwerkstoff CCDia Carbonspeed. Ziel war es, mit dem neuen Schichtwerkstoff alle gängigen Hartmetallsorten bis zu einem Kobaltanteil von zehn Prozent beschichten zu können. Das Verschleissverhalten in Grafit sollte optimal sein und gleichzeitig sollten sehr enge Toleranzen eingehalten werden.

Manfred Weigand erklärt zur Entwicklungsarbeit: «Kristalline Diamantbeschichtungen können zur Bildung von überproportional grossen Kristallen neigen. Daher galt es zunächst, das ungewollte Wachstum von einzelnen Kristallen während des Beschichtungsvorganges zu verhindern.»

Denn diese sogenannten Cluster hinterlassen beim Fräsen mehr oder weniger tiefe Riefen im Grafit. Im schlimmsten Falle kann so die komplette Elektrode unbrauchbar werden. Weiterhin sollte die Beschichtung über die gesamte Beschichtungslänge homogen aufwachsen und das alles zu einem Preis, der dem einer kristallinen Diamantbeschichtung entspricht.

Rissstoppende Eigenschaften

Die technischen Spezifikationen unterscheiden sich deutlich von sonstigen Produkten auf dem Markt. So ist CCDia Carbonspeed besonders verschleissresistent, da die Multilayer-Diamantbeschichtung rissstoppende Eigenschaften besitzt: Wo bei kristallinen oder nanokristallinen Beschichtungen ein im Bearbeitungsprozess entstehender Riss schnell bis zum Substrat hinunter reicht, vermindert CCDia Carbonspeed aufgrund seines speziellen Gefüges die Gefahr solcher Beschädigungen. Gleichzeitig schützt seine reduzierte Wärmeleitfähigkeit das Hartmetall.

Zugeschnitten auf die Grafitbearbeitung

Cemecon-Kunden können eine grosse Anzahl von Hartmetallsubstraten beschichten lassen. Dies wird durch eine spezielle Vorbehandlung möglich, die auch Hartmetalle mit Kobaltgehalten bis zu zehn Prozent beschichtbar macht. Bei der Grafitbearbeitung liefert der neue Schichtwerkstoff hervorragende Ergebnisse bei besten Oberflächengüten und engsten Toleranzen: Im Standzeitvergleich beim Fräsen von Grafit bei gleichen Parametern hielt CCDia Carbonspeed im Vergleich zu einer nanokristallinen Beschichtung rund 28 Prozent länger durch, gegenüber der kristallinen sogar rund 48 Prozent.

Manfred Weigand: «Nach der Einführungsphase von CCDia Carbonspeed am Markt fällt das Resumée mehr als positiv aus: Unsere Kunden sind so sehr von dem Schichtwerkstoff überzeugt, dass herkömmliche kristalline Schichtwerkstoffe fast vollständig aus dem Produktportfolio verschwunden sind. Die Zukunft liegt für uns im Multilayer!» <<

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