DLC Beschichtung für die Bearbeitung von

Fachbeitrag Maschinenbau Ausgabe Oktober 2015 / Oberflächentechnik:
DLC Beschichtung für die Bearbeitung von schmierigen und abrasiven Werkstoffen
Daniele Marco Galatioto, CEO (Argor-Aljba SA)
Für die Bearbeitung von weichen Werkstoffen wo adhäsiver Verschleiss die dominierende Problematik
darstellt wird oft nach einer Möglichkeit gesucht, wie die Standzeit von solchen Werkzeugen erheblich
verbessern werden kann. Die ta-C DLC Schicht bietet dazu die ideale Lösung, einmal weil diese Schichten
extrem verschleissfest sind, also auch teils abrasiven Werkstoffen wie z.B. Al mit hohem Siliziumgehalt
widerstehen und anderseits durch eine beinahe Supragleiteigenschaft unschlagbar tiefe Reibwerte
erreichen. Dies verhindert erfolgreich die Aufbauschneiden und das anschliessende Ausbrechen von
Werkzeugschneiden. Durch diese hervorragenden Eigenschaften sind für diese Werkzeuge Schichtdicken
von 0.5 bis 1 m üblich. Dies begünstigt die Bearbeitungsresultate oftmals entscheidend, da die
Werkzeuggeometrie durch diese ultra dünnen Schichten nicht verändert wird. Viele Praxistests von
Anwendern belegen dies eindrücklich.
Die Firma Argor-Aljba SA in Mendrisio ist auf sogenannte DLC (Diamond-Like-Carbon) Schichten spezialisiert
und gehört zu den führenden Anbietern in diesem Umfeld. Die besten DLC Schichten für die oben
genannten Anwendungen sind ta-C DLC Schichten welche einen Diamantanteil über 50% haben. Die
dialong® Schicht von Argor-Aljba liegt mit ca. 80% amorphem Diamant - Anteil an der Spitze der im Markt
erhältlichen DLC Schichten, was auch eindrücklich durch die hohe Härte von 5300HV ersichtlich ist.
Zum Beispiel bei der Trockenbearbeitung von AlCu2.5Si18 konnte nachgewiesen werden, dass sich die
Frässchneidkräfte bei ta-C DLC beschichteten Werkzeugen um ca. 50% reduzieren und es resultierte dann
auch eine um 50% reduzierte Oberflächenrauheit. Hauptverantwortlich für die spektakulären Resultate ist
die durch die Beschichtung erzielte Verbesserung des Gleitwertes auf der Werkzeugoberfläche. Dies führt
zu einer andern Spangeometrie, die Späne stauchen sich weniger auf, werde länger und dünner und haben
einen kleineren Krümmungsradius. FEM Simulationen zeigen, dass sich dadurch eine um ca. 50% reduzierte
Hitzeentwicklung erreichen lässt.
ta-C DLC Beschichtet
Freifläche
Spanfläche
Unbeschichtet
Bild 1: SEM Aufnahme der Spanfläche und der Freifläche nach dem trocken Fräs- Test von einer AlCu2.5Si18 Legierung
Argro-Aljba hat im letzten Jahr eine neue Beschichtungstechnologie entwickelt und patentiert, welche noch härtere
und vor allem auch glattere ta-C DLC Schichten ermöglicht. Diese innovative und einzigartige dropless® Technologe
kann bereits erste bahnbrechende Erfolge feiern.
Bild 2: Fräser mit dialong® dropless® Beschichtung. Durch den hohen
diamantanteil von ca. 90% wird die Schicht zunehmend transparent.
Bei einem Uhrenhersteller konnten die teuren Diamantwerkzeuge in der Grossserienfertigung von Uhrwerk Platinen
durch DLC beschichtete Hartmetallwerkzeuge mit dialong® dropless® Schicht ersetzt werden. Die
Diamantwerkzeuge mussten im Schnitt nach 50‘000 Platinen nachgeschliffen werden, was z.T. zu einem
längeren Unterbruch der Produktion führte und auch die Nachschleifkosten waren wesentlich höher wie
die Kosten für ein neues HM Werkzeug mit der dropless® Schicht. Die beschichteten Werkzeuge haben in
den Versuchen zwischen 37‘500 bis 500‘000 (!) Platinen gefertigt. Dadurch wurde eine massive
Kostenreduktion erreicht!
Bild 3: Stichfräser für Uhrenplatinen
Bild 4: Schneidkante mit beinahe
intakter Schicht nach ca. 500‘000 Werkstücken
Weitere Informationen über die DLC Technologie und die diversen DLC Schichten sind auf der
Firmenwebseite unter www.argor-aljba.com zu finden.

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