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Nitride and oxy-nitride HPPMS coatings for the application in the plastics processing (Part 1) In plastics processing adhesive and abrasive wear are some of the main damage mechanisms. For the wear protection and in order to increase the tool life time as well as to improve the quality of the plasti...

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Published in:Vakuum in Forschung und Praxis : Zeitschrift für Vakuumtechnologie, Oberflèachen und Dünne Schichten Oberflèachen und Dünne Schichten, 2016-11, Vol.28 (6), p.28-33
Main Authors: Bobzin, Kirsten, Grundmeier, Guido, Brogelmann, Tobias, de los Arcos, Teresa, Wiesing, Martin, Kruppe, Nathan C
Format: Article
Language:English
Subjects:
Coatings
Flux
Magnetron sputtering
Melts
Nitrides
Oxygen
Physical vapor deposition
Synthesis (chemistry)
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Description
Summary:Nitride and oxy-nitride HPPMS coatings for the application in the plastics processing (Part 1) In plastics processing adhesive and abrasive wear are some of the main damage mechanisms. For the wear protection and in order to increase the tool life time as well as to improve the quality of the plastic products, binary or ternary chrome-based coatings like CrN and (Cr,Al)N deposited by physical vapor deposition (PVD) are used. As the chemical composition of the coating has a significant impact on the surface oxide layer formed after deposition and therefore on the wetting behavior of the plastic melt on the tool surface, the aim on this work was to synthesize different coatings from the system Cr-Al-O-N. Therefore, a nitride coating (Cr,Al)N and two quaternary oxy-nitride coatings (Cr,Al)ON were deposited by using a dcMS/HPPMS (direct current magnetron sputtering/high power pulse magnetron sputtering) hybrid process by varying the oxygen flux. This articles emphasis is on explaining the influence of varying the oxygen flux during the coating process on the coating properties as well as the composite properties towards the plastic mould steel. On this basis a follow up article in the next issue will concentrated on the more application oriented system properties of the three coating systems towards a polycarbonate melt.Original Abstract: In der Kunststoffverarbeitung zaehlen adhaesiver und abrasiver Verschleis zu den Hauptschadensmechanismen. Fuer den Verschleisschutz und die Standzeiterhohung der in der Verarbeitung eingesetzten Werkzeuge und zur Verbesserung der Produktqualitaet der hergestellten Kunststoffprodukte werden mittels physikalischer Gasphasenabscheidung (physical vapour deposition, PVD) hergestellte binaere oder ternaere Schichtsysteme auf Chrombasis wie CrN und (Cr,Al)N eingesetzt. Da die chemische Zusammensetzung eines Schichtsystems einen erheblichen Einfluss auf die sich ausbildende Reaktionsschicht an der Schichtoberflaeche und somit auf die Benetzung des beschichteten Werkzeugs durch Kunststoffschmelze hat, war es das Ziel dieser Arbeit, durch eine Variation des Sauerstoffflusses im dcMS/HPPMS (direct current magnetron sputtering/high power pulse magnetron sputtering)-Hybridprozess unterschiedliche Beschichtungen aus dem System Cr-Al-O-N herzustellen. Neben einer nitridischen Beschichtung (Cr,Al)N wurden zwei quaternaere oxinitridische Schichtsysteme (Cr,Al)ON synthetisiert. In diesem Beitrag wird erlaeutert, welchen Einfluss eine Sauersto
ISSN:0947-076X
1522-2454
DOI:10.1002/vipr.201600632