CVD-Diamant als Schutzschicht im Aluminiumguss

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GIESSEREI PRAXIS 09/2020
Forschung
Druckguss
Formstoffe

Die starke Reaktivität von Aluminium mit Eisen und anderen Metallen führt bei direktem Kontakt einer Aluminiumschmelze mit einer Stahlgussform zum Anlegieren von Aluminium an die Werkzeugoberfläche. Dies reduziert die Maßhaltigkeit der Gussteile und die Entformbarkeit sowie die Lebensdauer der Form. Aufwändige Gegenmaßnahmen wie z."B. Sprühbehandlungen zur Erhöhung der Entformbarkeit oder Einschränkungen in der Geometrie sind derzeit dadurch sowohl technisch als auch wirtschaftlich notwendig. Mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) aufgebrachte kristalline Diamantschichten unterbinden den direkten Kontakt der Aluminiumschmelze mit dem Stahlwerkzeug. Bei den üblichen Gießtemperaturen zeigt der kristalline Diamant keine Reaktion mit dem Aluminium (Bild 1). Im Rahmen eines Neue Werkstoffe Bayern Projekts „DiAlum – CVD Diamant gegen Aluminiumverschleiß“ wurden, unter Förderung des Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, weltweit erstmalig diamantbeschichtete Stahlwerkzeuge in der Produktion der beteiligten Firmen getestet.

CVD Diamond as a Protective Layer in the Aluminium Casting

If aluminium melt comes into direct contact with a steel mould, the strong tendency of aluminium to react with iron (and other metals) leads to alloying of melt into the surface of the tool. This reduces the dimensional accuracy of the moulds and the demoulding as well as the working life of the mould. Therefore, time-consuming countermeasures such as spray treatments to improve the demolding or geometric restrictions are currently technically and economically necessary. Crystalline diamond layers applied by chemical vapour deposition (CVD) prevent direct contact between aluminium melt and steel tool. At common casting temperatures crystalline diamond exhibits no reaction with the aluminium (Bild 1). Within the framework of a New Materials Bavaria project “DiAlum - CVD Diamond against Aluminium Wear”, supported by the Bavarian Ministry of Economic A!airs, diamond coated steel tools were tested for the first time worldwide in the production of the participating companies.

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