Application of wear-resistant PACVD coatings in aluminium diecasting: economical and ecological aspects

Author links open overlay panelC.PfohlaA.Gebauer-TeichmannbK.-T.Riea
a Institut für Oberflächentechnik und Plasmatechnische Werkstoffentwicklung, TU Braunschweig, Bienroder Weg 53, D-38108 Braunschweig, Germany
b Fraunhofer Institut für Schicht- und Oberflächentechnik, Braunschweig, Germany


One of the major manufacturing techniques for aluminium precision parts is the pressure diecasting process. However, nowadays the state of the art involves the application of large amounts of lubricants.

Their side effects include a decrease in the surface quality of the cast as well as ecological risks. The deposition of wear-resistant coatings provides a means of minimising the use of lubricants while at the same time increasing the lifetime of the diecasting tools.

In this study, nitrides, carbides and borides of titanium were synthesized with regard to their composition, structure, hardness, adhesion, wetting behaviour and corrosion resistance to aluminium melt.

The coated cores were exposed to diecasting praxis tests under tightened-up conditions, reducing the amount of lubricants. The optimal PACVD coating led to an increase in lifetime by a factor of 300 compared to an uncoated tool. A reduction of 97% of the original amount of lubricants could be achieved.

알루미늄 정밀 부품의 주요 제조 기술 중 하나는 압력 다이캐스팅 공정입니다. 그러나 요즘에는 많은 양의 윤활유를 사용하는 것이 최신 기술입니다. 부작용으로는 캐스트의 표면 품질 저하와 생태 학적 위험이 있습니다.

내마모성 코팅의 증착은 윤활유 사용을 최소화하는 동시에 다이캐스팅 도구의 수명을 증가시키는 수단을 제공합니다. 이 연구에서 티타늄의 질화물, 탄화물 및 붕화물은 그 조성, 구조, 경도, 접착력, 습윤 거동 및 알루미늄 용융에 대한 내식성과 관련하여 합성되었습니다.

코팅된 코어는 강화 된 조건에서 다이캐스팅 실습 테스트에 노출되어 윤활유의 양을 줄였습니다. 최적의 PACVD 코팅은 코팅되지 않은 도구에 비해 수명이 300 배 증가했습니다. 원래 윤활유 양의 97 %를 줄일 수 있습니다.

Keywords: PACVD; Thin films; Aluminium die coating; Coated cores; Minimal lubrication

Fig. 1. TiN- and Ti(B,N)-coated core with the corresponding cast.
Fig. 1. TiN- and Ti(B,N)-coated core with the corresponding cast.

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