| Titel | Einfluss der Plasmanitrierparameter und anschließenden Oberflä-chenveredelung auf die Haftfestigkeit von Wolfram dotierten PVD-a-C:H-Schichtsystemen |
| Autor | Hasselbruch, H.; Mehner, A.; Zoch, H.-W. |
| Infos zum Autor | Hasselbruch, Henning 1; Mehner, Andreas; Zoch, Hans-Werner 1 1 IWT Stiftung Institut für Werkstofftechnik, Badgasteiner Straße 3, 28359, Bremen |
| Inhalt | Zusammenfassung Eine hohe Haftfestigkeit von applizierten wasserstoffhaltigen amorphen Kohlenstoff-Beschichtungen (a-C:H) zum Substratwerkstoff von aktiven Werkzeugoberflächen für Anwendungen in der Kaltmassivumformung, wie z. B. beim Trockenrundkneten, ist von großer Bedeutung. Beim Umformen von Stahlkomponenten können die durch das reaktive Magnetron-Sputtern abgeschiedenen a-C:H-Hartstoffschichten aufgrund von lokalen Überlasten an Mikrokontakten kritisch reagieren und frühzeitig versagen. Aus diesem Grund wurde der vergütete Kaltarbeitsstahl 1.2379 (X153CrMoV12) vor dem Beschichten plasmanitriert und somit einer sogenannten Duplex-Behandlung unterzogen. Dabei wurde der Einfluss der Gaszusammensetzung bei unterschiedlichen Nitrierdauern mit einem anschließenden Poliervorgang auf die resultierende Haftfestigkeit in Ritztests nach DIN EN 1071-3 untersucht und mit der durch das Plasmanitrieren resultierenden Topographie verglichen. Es konnte festgestellt werden, dass durch ein vorangeschaltetes Plasmanitrieren sowohl die kohäsiven als auch adhäsiven Versagensmechanismen um mindestens 250 % zu höheren kritischen Lasten verschoben werden. Abstract A strong adhesion strength of applied amorphous hydrogenated carbon (a-C:H) coatings to the substrate material is fundamental for active tool surfaces like in cold massive forming applications such as dry rotary swaging. When forming steel components the a-C:H hard coatings deposited by reactive magnetron sputtering can respond critically due to local overloads at local micro contacts and fail prematurely. For this purpose, the cold working steel 1.2379 (X153CrMoV12) was plasma nitrided before the coating system was deposited in a so-called duplex surface treatment. The effect of different gas compositions, nitriding times and a subsequent surface finishing on the resulting adhesion strength was carried out by means of scratch testing according to DIN EN 1071-3 and compared to the resulting topography after plasma nitriding. It was found, that the cohesive and adhesive failure mechanisms could be shifted by at least 250 % to higher critical loads with a preceding plasma nitriding step. |
| Datum | 2017 |
