Nova Coating und Tronic Concept erweitern die Grenzen bei der Umformung

PVD-Beschichtungen, wenn auch nur etwa 1/10 so dick wie ein menschliches Haar – bilden immer häufiger den entscheidenden Unterschied zwischen dem Machbaren und dem Unmöglichen. Eine besondere Rolle kommt dabei den Duplex-Beschichtungen zu. Hier wird durch die Kombination aus In situ Plasmanitrierung und PVD-Beschichtung im Bereich der Umformung ein Leistungsvermögen erreicht, das noch vor ca. 15 Jahren undenkbar war.

Die deutsche Nova Coating – Gruppe, mit ihren inzwischen 3 Standorten, arbeitet als Lohnbeschichter für Werkzeuge und Komponenten eng mit ihrem Anlagen- und Technologielieferanten, der Tronic Concept GmbH, zusammen. Gemeinsam entwickeln Nova Coating und Tronic Concept innovative Lösungen für z.B. anspruchsvolle Umformanwendungen um die Grenzen des Machbaren stetig zu erweitern. Ein besonderer Fokus liegt hier auf den Duplex-Beschichtungen. Im Rahmen eines In situ Plasmanitrierprozesses wird dabei zunächst die Härte der Werkzeugrandzone durch das Eindiffundieren von Stickstoff erhöht. Dadurch können Oberflächenhärten von bis zu 1500HV erreicht werden, ohne dass es zu einer nachteiligen Veränderung der vorab eingestellten Oberflächengüte bzw. Politur am Werkzeug kommt. Im unmittelbaren Anschluss an diese Nitrierung erfolgt das Aufbringen der PVD-Schicht im gleichen Prozess. Durch dieses komplexe und anspruchsvolle Verfahren wird die Performance von PVD-Schichten für Umformanwendungen massiv gesteigert. Dabei wird die PVD-Schicht von unten durch die gehärtete Werkzeugrandzone mechanisch gestützt, so dass die Bildung von Mikrorissen und Ermüdungsverschleiß drastisch reduziert wird. Gleichzeitig behält der Werkzeugstahl seine makroskopische Zähigkeit.

Mit der neuen Schicht „InNOVA tough black PLUS“ ist es nun gelungen, in einer weiteren anspruchsvollen Umformanwendung, neue Maßstäbe zu setzen:

Die sehr abrasive Abstreckanwendung von DC04 Supermod hatte bislang bei einem Neukunden der Nova Coating West GmbH auch mit modernsten Duplex-PVD-Schichten aus dem Markt nur zu moderaten Werkzeugstandzeiten geführt. Seitens der Nova Coating wurde zunächst die Werkzeugsituation und Verschleißproblematik untersucht. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wurde dann die neuste gemeinsame Schichtentwicklung ins Rennen geschickt. Die InNOVA tough black PLUS ist geprägt durch einen einzigartigen, besonders harten und zugleich zähen Multilagenaufbau mit einer zusätzlichen DLC-Toplage zur Optimierung der Tribologie. Auch diese Schicht wurde als Duplex-Schicht in einem einzigen Prozess in situ abgeschieden. Mit InNOVA tough black PLUS konnte die Standzeit in dieser anspruchsvollen Anwendung auf über 300% im Vergleich zum bisherigen Benchmark gesteigert werden.

Zum Ende der Werkzeugstandzeit hilft dann die ausgeprägte Lagenstruktur der InNOVA tough black PLUS dabei die verbleibende Verschleißreserve der Schicht optisch zu erkennen. Dadurch ist es möglich, rechtzeitig vor einer Beschädigung des Werkzeugs zu reagieren und das Werkzeug durch Entschichtung und erneute Beschichtung wieder aufbereiten zu lassen.

Das Schichtsystem InNOVA tough black PLUS wird speziell empfohlen für hochabrasive Umformanwendungen von Edelstahl, hochfesten Blechen, verzinkten Blechen sowie auch von hoch siliziumhaltigem Aluminium. Insbesondere auch bei Minimalmengenschmierung zeigt diese Schicht durch die spezielle tribologisch optimierte Decklage ihr volles Potenzial.

Derzeit ist die schwarze Decklage in Kombination mit weiteren Anwendungen und Schichten der Nova Coating im Werkzeugtest. Die bisher vielversprechenden Ergebnisse lassen erwarten, dass es bald weitere black-Schichten im Portfolio der Nova Coating geben wird.

Ein weiteres Beispiel der Innovationskraft der Kooperation von Nova Coating und Tronic Concept zeigt sich in der CRONOVA2.0. Dieses AlCrN-basierte Schichtsystem für die Warmumformung, das Feinschneiden, Warmpressen und Druckgussanwendungen wurde aus der CRONOVA weiterentwickelt. Die CRONOVA wurde erst 2020 im Portfolio der Nova Coating eingeführt. Bereits mit dieser Schicht wurden deutliche Leistungssteigerungen gegenüber bisherigen AlCrN-basierten Schichtsystemen erreicht. So konnte z.B. in einer Feinschneidanwendung von 4mm dickem HC460 eine Standzeitverbesserung von über 140% erreicht werden. Durch eine zielgerichtete Optimierung von Schichtzusammensetzung und Prozessparametern war es möglich, in dieser Anwendung einen weiteren massiven Leistungsschub von über 30% zu erzielen und den Kunden der Nova Coating zu noch mehr Wirtschaftlichkeit in Ihren Prozessen zu verhelfen.

Ähnliche Leistungsverbesserungen zeigten sich auch in weiteren Anwendungen, so dass die ursprüngliche CRONOVA vollständig durch die weiterentwickelte CRONOVA 2.0 ersetzt werden konnte.

Gemeinsam werden die Nova Coating – Gruppe und die Tronic Concept GmbH an weiteren innovativen Schichtlösungen für die Umformtechnik arbeiten.

Die Nova Coating – Gruppe hat mit der Nova Coating West GmbH im Juli dieses Jahres bereits ihren 3. Standort für Lohnbeschichtung in Deutschland eröffnet. Neben den beiden Standorten der Nova Coating Nord GmbH in Krefeld und der Nova Coating Süd GmbH in Welden bei Augsburg, bietet nun auch die Nova Coating West GmbH in Maulbronn bei Pforzheim das komplette Dienstleistungsportfolio rund um die Oberflächenveredelung an.

Die Tronic Concept GmbH ist dabei der feste und verlässliche Partner für die PVD-Anlagentechnik und die gemeinsame Schicht- und Technologieentwicklung. Tronic Concept vereint in ihrem Team Jahrzehnte an Erfahrung und Knowhow im Bereich des PVD-Anlagenbaus, der PVD-Technologie und des Anlagenservice. Am Standort Düren werden hochwertige Arc-PVD- und DLC-Anlagen für den internationalen Markt gebaut. Die zentrale Forschung und Entwicklung kooperiert dabei eng mit den nationalen und internationalen Kunden und Partnern.