Mit Kohlenstoff und Stickstoff gegen den Eierschaleneffekt

Eine Ergänzung oder einen Ersatz für DLC-Beschichtungen bietet ein dänisches Unternehmen mit seinem Verfahren für die Oberflächenhärtung von Edelstahl und Titan. Neben technischen und wirtschaftlichen Vorteilen spielt die Nachhaltigkeit von Prozesslösungen eine zunehmende Rolle bei den Kunden.

Diamond-Like-Carbon- oder kurz DLC-Beschichtungen kommen in vielen Bereichen zum Einsatz, wo sehr gute Reibeigenschaften und Verschleißbeständigkeit gefordert sind. Die durch zeit- und kostenintensive PVD- oder PACVD-Prozesse aufgetragenen DLC-Schichten sind dabei in der Regel nur wenige Mikrometer stark. Muss das Bauteil zusätzlich korrosionsbeständig sein, so dass der Einsatz von Edelstählen unerlässlich ist, weist das DLC-System jedoch einige Schwachstellen auf. Der weiche Edelstahl als Trägermedium und der entsprechend hohe Härtegradient zur DLC-Schicht begünstigen den Eierschaleneffekt. Kommt es hierdurch oder aufgrund anderer Ursachen zu einem Defekt in der Beschichtung, stellt dies oft den Ausgangspunkt für das Ablösen der Schicht dar.

Härten statt beschichten

Die Oberflächenhärtung von Expanite, welche mittels gasbasiertem Diffusionsprozess Kohlenstoff und Stickstoff tief in die Bauteiloberfläche einlagert, verbessert die Tragfähigkeit und wirkt so dem Eierschaleneffekt entgegen. Treten Defekte in der Härteschicht auf, führt dies nicht zu einem weiteren Abplatzen, da es sich im Gegensatz zu der aufgetragenen DLC-Schicht um eine zum Grundwerkstoff kohärente Diffusionshärteschicht handelt. Hinzu kommt, dass der gasbasierte Diffusionsprozess deutlich energieeffizienter und umweltschonender ist als vergleichbare Verschleißschutzverfahren. Positiv auf die Ökobilanz wirkt sich weiterhin aus, dass die Behandlung im Vakuum keine aufwändige Reinigung der Teile nach der Härtung zum Beispiel mit aggressiven Chemikalien erfordert.

Anwendungsbeispiele zeigen Eignung in der Praxis

„Wir haben bereits in diversen Anwendungen, von den Klassikern wie Lauf- und Dichtflächen in Lagerungen über Pumpenbauteile oder Messerschneiden bis hin zu Anwendungen in der Medizintechnik, die klassische DLC-Beschichtung ersetzt“, erläutert Dr. Holger Selg, Applikationsexperte und Expanite Sales Director DACH. Weiter sagt er: „In einigen Fällen wurden die beiden Technologien auch kombiniert und zusätzlich zu unserer Expanite-Härteschicht noch eine DLC-Schicht aufgetragen, um somit ein sehr belastbares System zu erhalten.“

Das speziell für korrosionsbeständige Werkstoffe entwickelte Expanite-Verfahren eignet sich sowohl für austenitische, martensitisch, ferritische und Duplex-Edelstähle als auch für Nickel-Basislegierungen wie Inconel und Hastelloy. Für Titanwerkstoffe hat das Unternehmen den neuen Spezialprozess ExpaniteHard- Ti in den vergangenen Jahren zur Marktreife entwickelt.

Expanite GmbH
www.expanite.com