PACVD

Das Institut für Oberflächentechnik hat wesentliche Beiträge auf dem Gebiet der plasmaunterstützten CVD geleistet. So wurde das DC-PULS-PACVD-Verfahren am IOT entwickelt und erstmalig eingesetzt.

Beim PACVD-Verfahren wird ein reaktionsfähiges Gasgemisch durch Plasmaaktivierung erzeugt und die Behandlungstemperatur kann gegenüber dem klassischen thermischen CVD-Verfahren deutlich gesenkt werden. Eine kathodische Schaltung des Werkstücks garantiert eine allseitige und konturgetreue Beschichtung von Substraten mit komplexen Geometrien bei Temperaturen zwischen 200 und 550° C. Die abgeschiedenen Schichten zeichnen sich durch besonders hohe Härte aus und sind mit dem Substrat sehr fest verbunden. Durch Werkstück-Temperaturen unter 550° C können bereits fertig bearbeitete und ggf. vergütete Teile beschichtet werden, da ein Verzug durch die Behandlung nicht mehr zu erwarten ist.

Durch Kombination von Plasmadiffusionsbehandlung und PACVD-Hartstoffbeschichtung wird ein langsamer Härteanstieg vom Grundwerkstoff bis zur Hartstoffbeschichtung erreicht und gleichzeitig die Haftfestigkeit der Verschleißschutzschichten deutlich erhöht.

Bei den Schichtsystemen des IOT erstreckt sich das Portfolio für den Verschleißschutz von Titannitrid (TiN) mit der weit bekannten goldähnlichen Farbe, über mehrlagige Ti-B-N Nanokompositbeschichtungen, die sich in der Praxis bei Industriepartnern bewährt haben, bis hin zur Neuentwicklung von Ti-Si-B-C-N Nanokompositen. Letzteres Schichtsystem zeichnet sich neben der für keramische Schichten typischen hohen Härtewerte (> 30 GPa) durch eine extreme thermische Stabilität aus. Wo in der Industrie bis heute häufig verwendete TiN‑Beschichtungen ab ca. 600 °C an Luftatmosphäre oxidieren weisen die Ti-Si-B-C-N Schichten eine Oxidationsbeständigkeit bis 900 °C auf und bieten damit ein hohes Potential für Werkzeugoberflächen der Warmformgebung.

Das IOT entwickelt als kompetenter Ansprechpartner Systemlösungen zur PACVD-Beschichtung von Magnesium- und Aluminium-Druckguss-, Schmiede-, Kupfer-Strangpresswerkzeugen und für Motorkomponenten im Automobilbau.