DE102006009538A1 - Beschichtung von Spritzwerkzeugen mit Anti-Haft-Wirkung - Google Patents
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Abstract
Eine Anti-Haft-Schicht für Formwerkzeuge zur industriellen Kunststoffverarbeitung mit extrem geringer Rauhigkeit und hoher Vickers-Härte verlängert die Lebensdauer der Werkzeuge, verhindert zuverlässig und wirksam das Ankleben der Formkörper, muss nur selten gereinigt werden und verhindert zuverlässig Abrasions- und Korrosionseffekte.
Description
- Stand der Technik
- Das Material Flüssigsiliconkautschuk wird in der Elektrotechnik wegen einger herausragender Eigenschaften mehr und mehr eingesetzt. Mittlerweile gibt es für den Bereich der Hochspannungstechnik etliche Anwendungen, die für die Herstellung von großvolumigen Teilen eine spezielle Verarbeitungs- und Formentechnologie erfordern. Für die Produktion von einem einzigen Teil werden große Mengen – bis zu 60 Liter und mehr – Liquid Silicone Rubber (LSR) verarbeitet. Die Garnituren müssen so konstruiert und hergestellt werden, dass keine Fehlstellen und Lufteinschlüsse auftreten. Dies betrifft insbesondere die elektrisch leitfähigen Siliconkautschuke, wie sie in modernen Hochspannungs-Isolatoren oder Verbindungs-Muffen zur Feldglättung als Feldsteuerkörper eingesetzt werden.
- Auch bei der Verarbeitung elektrisch leitfähiger Thermoplaste und Duroplaste stellt das Entformen immer wieder ein Problem dar. Zudem verändert sich mit dem Gebrauch der Formen durch chemische und physikalische Vorgänge die Struktur der Oberfläche der Werkzeuge, wodurch das Entformen noch weiter erschwert wird.
- Beim Abtragen von Ablagerungen am Werkzeug sind oft aggressive Verfahren nötig wie Sandstrahlen, wodurch leicht Schäden an der Form bzw. dem Werkzeug entstehen können.
- Der kostengünstigen Herstellung von Elektroden für Brennstoffzellen im Spritzgussverfahren kommt eine immer wichtigere Rolle zu. Die Materialien sind häufig Mischungen aus Kunststoffen mit Graphit-Zusätzen. Diese Compounds verändern bei den während der Herstellung herrschenden Temperaturen die Oberflächenstruktur der aus Stahl hergestellten Werkzeuge. Diese Veränderungen wirken sich so aus, dass durch den Gebrauch der Form Ablagerungen entstehen, wodurch die Haftung des Spritzgießmaterials auf der Werkzeugoberfläche zunimmt und sich das Werkstück immer schwerer entformen lässt.
- Um der Verklebung entgegenzuwirken, werden bislang Verfahren eingesetzt wie beispielsweise das Plasmanitrieren der Spritzgießwerkzeuge, das Teflonisieren oder das Hartverchromen. – Diese Verfahren haben sich für Teilbereiche zwar bewährt, bringen aber auch Nachteile mit sich. So wird beim Plasmanitrieren zwar eine große Härte der Oberfläche aber keine besonders gute Anti-Haft-Wirkung erreicht. Das liegt daran, dass bei diesem Prozess Poren entstehen.
- Beim Teflonisieren ist zwar eine hohe Anti-Haftwirkung gegeben, aber die Oberfläche kann wegen der geringen Härte bei der kleinsten Fremdeinwirkung beschädigt werden (sogenannter Bratpfanneneffekt).
- Das Hartverchromen ist eine bekannte Maßnahme für Werkzeuge zur Duroplastverarbeitung, jedoch können nicht alle Bereiche bzw. Geometrien der Spritzgusswerkzeuge hartverchromt werden, zudem ist die Maßnahme sehr kostenintensiv, die Beschichtung kann außerdem abplatzen.
- Aufgabe der Erfindung
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Oberflächenstruktur von Werkzeugen für die Kunststoffverarbeitung – beispielsweise Formen oder Extruder-Schnecken – zu verwirklichen, die einerseits eine hohe mechanische Stabilität aufweist und andererseits ein Verkleben der Werkstücke mit der Form verhindert.
- Lösung
- Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird gelöst, indem zwei Standardverfahren kombiniert werden, nämlich einmal das Nitrieren bzw. Nitridieren, und dann zusätzlich das Aufbringen von Chrom-Nitrid in mehreren Schichten. Das Ergebnis dieser Prozesse ist eine Beschichtung mit den gewünschten Eigenschaften. Die Oberfläche ist sehr hart, glatt und dicht – und damit sehr robust und unempfindlich. Durch Einstellen der Prozessparameter können Eigenschaften wie die Härte, der Reibungskoeffizient und die Schichtdicke leicht variiert werden. Die homogene Mikrostruktur (d. h. die Beschichtung ist frei von Mikrosäulen) führt zu einer geschlossenen und damit korrosionsfesten Beschichtung.
- Beschreibung der Erfindung
- Die Beschichtung von Werkzeugen, insbesondere der Formen für das Spritzgießen oder Pressen von Kautschuk, Silicon-Kautschuk, Thermoplasten oder Duroplasten, wird durch Kombination zweier Prozesse erreicht. Nach dem üblichen Fräsen, Erodieren und Polieren und ggf. Vergüten (bei Verwendung von z.B. 1.8519) wird der Stahl im ersten Schritt durch Nitrieren an der Oberfläche gehärtet, hierfür stehen verschiedene Technologien zur Verfügung.
- Die auf diesem Wege entstandene dünne Verbindungsschicht ist aus dem Grundwerkstoff heraus- und aufgewachsen und neigt daher nicht zum Abplatzen. Diese Schicht wirkt als Stützmaterial für das hierauf in mehreren Schichten („Multy-Layer") abgeschiedene Chrom-Nitrid CrN. Auch hierfür stehen mehrere Verfahren zur Verfügung, CrN wird zumeist mittels physikalischer Schichtabscheidung aus der Dampfphase bzw. im Plasma (PVD) hergestellt.
- Cr-CrN – Multilayer können aber auch durch Sputtern (reaktive Kathodenzerstäubung) dargestellt werden. Die Beschichtungen bilden eine geschlossene und dichte Struktur. Sie sind weitgehend frei von mechanischen Spannungen.
- Zusätzlich besteht die Möglichkeit, im Anschluss an den Beschichtungsprozess durch ein Polierverfahren eine zusätzliche Glättung des Multilayers zu erzielen.
- Nicht alle Stähle eignen sich für sämtliche Verfahren zum Aufbauen der beschriebenen Beschichtung. Daher werden die wichtigsten Stähle in den Patentansprüchen explizit aufgezählt.
- Vorteile der Erfindung
- Gegenüber den üblichen Schichten aus Teflon (Polytetrafluorethylen) oder Chrom weist die erfindungsgemäße Beschichtung die folgenden Vorteile auf:
- • Auch bei schwierigen Werkstoffen besteht nur eine geringe Haftungs-Neigung am Werkzeug, dadurch wird eine leichte Entformung der Werkstücke erreicht.
- • Als Folge der sehr hohen Vickers-Härte der Schicht besteht eine hohe Verschleißfestigkeit des Werkzeugs bzw. der Formen – selbst bei aggressiven Reinigungs-Prozeduren.
- • Es werden sehr gute Standzeiten der Werkzeuge bzw. der Formen ohne Nacharbeit erzielt: Verschleiß durch Abrasion und Erosion tritt praktisch nicht auf, Ablagerungen der Werkstoffe werden durch die Schicht erheblich reduziert.
- • Beschädigungen der Formoberflächen kann schnell entgegengewirkt werden, z.B. durch Nachpolieren. Dabei wird die Schicht nicht weiter beschädigt
- • Ein erneutes Nachbeschichten, wie es bei teflonisierten Werkzeugen immer wieder nötig ist, entfällt.
- • Ein Abplatzen der Schicht wie beim Hartverchromen ist so gut wie ausgeschlossen.
- • Die Fertigungsprozesse sind einzeln für sich Stand der Technik und werden von vielen Anbietern beherrscht.
- • Die Fertigungsprozesse sind preisgünstig.
- • Giftige oder umweltschädigende Substanzen können selbst bei Überhitzung des Werkzeugs (bzw. der Form, Düse oder Schnecke) nicht freigesetzt werden – bei teflonisierten Werkzeugen kann schädliche Flusssäure freigesetzt werden.
- • Durch Variation der Fertigungsparameter können die Eigenschaften der Schichten je nach Erfordernis in Grenzen eingestellt werden.
- • Die Schichten können selbst in schwierigen Formen erzeugt werden, selbst solchen, die sich für Teilprozesse – wie beispielsweise das Plasmanitrieren – nicht eignen.
- Kurzbeschreibung der Figur
-
1 zeigt den Aufbau der Beschichtung in nicht maßstabsgerechter Darstellung. Das Werkzeug (1 ) wird durch eindiffundierten Stickstoff mit einer harten Oberfläche versehen, ohne die mechanischen Eigenschaften des Werkzeugs im Innern zu beeinträchtigen. Diese Nitrid-Schicht (2 ) reicht ca. 5 μm tief in die Oberfläche hinein und dient als Träger der ersten Lage Chrom-Nitrid (3 ). Durch Aufbringen mehrerer Lagen Chrom-Nitrid entsteht eine solide Multilayer-Schicht (4 ) mit den gewünschten Eigenschaften, die Schichtstärke kann im Extremfall auf bis zu 1 mm aufgebaut werden. -
- 1
- Werkzeug – z.B. Spritzgussform
- 2
- Nitrierte (bzw. nitridierte) Oberfläche
- 3
- erste Lage Chrom-Nitrid
- 4
- Multilayer aus mehreren Lagen Chrom-Nitrid (hier viel Lagen dargestellt)
Claims (8)
- Beschichtung von Spritzgusswerkzeugen aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge nacheinander in zwei Prozessen veredelt werden und zwar zunächst durch Nitrieren (bzw. Nitridieren), wodurch die Oberfläche unter anderem durch Bildung von Epsilon- und Gamma-Eisennitriden gehärtet und für den folgenden Prozess konditioniert wird, und danach durch Aufbringen einer vorzugsweise mehrlagigen geschlossenen und dichten Chrom-Nitrid-Schicht, wodurch eine sehr gute Anti-Haft-Wirkung erzielt wird sowie eine sehr gute Haltbarkeit und Langzeit-Stabilität.
- Beschichtung von Spritzgusswerkzeugen aus Stahl gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge aus einem der Werkstoffe 1.2312, 1.2311, 1.2379, 1.2767, 1.2343, 1.2344, 1.1730, 1.8519 gefertigt sind.
- Beschichtung von Spritzgusswerkzeugen aus Stahl gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrierung durch erfolgt.
- Beschichtung von Spritzgusswerkzeugen aus Stahl gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrierung durch Plasmanitrieren erfolgt.
- Beschichtung von Spritzgusswerkzeugen aus Stahl gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrierung durch Salzbad-Nitrieren erfolgt.
- Beschichtung von Spritzgusswerkzeugen aus Stahl gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrierung durch Lasernitrieren erfolgt.
- Beschichtung von Spritzgusswerkzeugen aus Stahl gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Chrom-Nidrid-Schicht durch Sputtern oder aus der Dampfphase oder im Plasmaverfahren aufgebracht wird.
- Beschichtung von Spritzgusswerkzeugen aus Stahl gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Multilayer-Schicht nach dem Aufbringen poliert wird.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| DE102010052894A1 (de) * | 2010-12-01 | 2012-06-06 | Oerlikon Trading Ag | Kunststoffverarbeitungskomponente mit modifizierter Stahloberfläche |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3903544C2 (de) * | 1989-02-07 | 1992-09-24 | Detlev Dr. 2057 Reinbek De Repenning | |
| WO2005061196A1 (de) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | Unaxis Balzers Aktiengesellschaft | Glanzgradeinstellung |
| DE102004024411A1 (de) * | 2004-05-14 | 2005-12-22 | Cfs Kempten Gmbh | Werkzeug, insbesondere zur Extrusion von Kunststoffen, Verwendung des Werkzeugs und Verfahren zur Wiederaufbereitung des Werkzeugs |
-
2006
- 2006-02-28 DE DE200610009538 patent/DE102006009538A1/de not_active Ceased
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3903544C2 (de) * | 1989-02-07 | 1992-09-24 | Detlev Dr. 2057 Reinbek De Repenning | |
| WO2005061196A1 (de) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | Unaxis Balzers Aktiengesellschaft | Glanzgradeinstellung |
| DE102004024411A1 (de) * | 2004-05-14 | 2005-12-22 | Cfs Kempten Gmbh | Werkzeug, insbesondere zur Extrusion von Kunststoffen, Verwendung des Werkzeugs und Verfahren zur Wiederaufbereitung des Werkzeugs |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010052894A1 (de) * | 2010-12-01 | 2012-06-06 | Oerlikon Trading Ag | Kunststoffverarbeitungskomponente mit modifizierter Stahloberfläche |
| WO2012072209A1 (de) * | 2010-12-01 | 2012-06-07 | Oerlikon Trading Ag, Trübbach | Kunstoffverarbeitungskomponente mit modifizierter stahloberfläche |
| CN108941563A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-12-07 | 南方科技大学 | 一种透气模具钢和选区激光熔化制备透气模具钢的方法 |
| CN108941563B (zh) * | 2018-08-22 | 2020-12-22 | 南方科技大学 | 一种透气模具钢和选区激光熔化制备透气模具钢的方法 |
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