Wie moderne Beschichtungen Werkzeuge schützen

Wafo, Pirmasens, hat sich auf Verschleißtechnik spezialisiert. Eine Beschichtungslösung von Oerlikon Balzers, Bingen, spielt dabei eine wichtige Rolle. Wenn eine Extruderschnecke die zähe Kunststoffmasse durch den Führungszylinder schiebt, ist Verschleiß kaum vermeidbar. Hoher Pressdruck von 250 bis 800 bar, Reibung und abrasive Füllstoffe setzen dem Material zu. Lokale Überhitzungen können Korrosion verursachen, Ablagerungen sind möglich. Die Ansprüche an technische Kunststoffe steigen – und damit auch der Verschleiß. Um Kosten zu sparen, setzen manche Anwender bei weniger anspruchsvollen Endprodukten mehr Füllstoffe ein, was den Verschleiß fördert. Abrasive Materialien in biobasierten Kunststoffen tragen ebenfalls dazu bei.

Warum beschichten?

Für leistungsstarken Verschleißschutz setzt der Hersteller von Extruderschnecken und -zylindern auf Balinit Croma Plus von Oerlikon Balzers. Diese CrN-basierte Multilagen-Beschichtung inklusive Oxid-Deckschicht ist besonders hart und glatt. Sie schützt vor Abrasion, Kratzern und Belagbildung und bewährt sich seit langem in der Extrusion und im Spritzguss zahlreicher Kunststoffe. Die Beschichtung erhöht Werkzeugstandzeiten, verringert Wartungs- und Reinigungsaufwand, fördert einen besseren Materialfluss mit höherem Durchsatz und ermöglicht kürzere Spülzeiten bei Farbänderungen. Bei korrosiven und abrasiven Bedingungen empfiehlt sich die PVD-Schicht besonders. Beispiele sind die Verarbeitung von zähen Elastomeren und Gummi-Mischungen, Flammschutzmitteln, Farben oder generell hohen Füllstoffanteilen. Im Vergleich zur Hartverchromung ermöglicht die Beschichtungslösung Vorteile wie höhere Härte und keine Mikrorisse, wodurch Hinterwandkorrosion vermieden wird.

Warum eine effizientere Beschichtung vieles einfacher macht

Auch im Behandlungsprozess zeigt sich die Effizienz der Beschichtung. Während beim Nitrieren vor dem Verchromen eine schlecht entfernbare Oxidschicht entsteht, die die Chromhaftung verringert, kombiniert das Unternehmen das Randzonenhärten und PVD-Beschichten ohne Oxidschicht-Bildung in einem Prozess. Dies spart eine Hin- und Rücklieferung zum Anwender ein. In vielen Fällen greift Wafo zwar immer noch zur Hartverchromung. Damit sich aber auch schlecht zugängliche Stellen in komplexen Schneckengeometrien verchromen lassen, braucht es ein kompliziertes Anodenkonstrukt für den Ladungsaustausch und die präzise Metallabscheidung. Dies macht das Standardverfahren aufwändig und erfordert Spezial-Know-how, das nicht immer sofort verfügbar ist. Zudem geht der Einsatz von Chrom 6 infolge der Reach-Verordnung über Gefahrstoffe zurück. Bei hohen Anforderungen lohnt sich die Beschichtungslösung daher besonders. Die Schicht ist gegenüber Hartchrom mehr als doppelt so hart, lässt keine Mikrorisse entstehen und bewahrt ihre Schichtdicke mikrometergenau.

Halle/Stand A1/1216

Quelle: Oerlikon