CVD Diamant auf Stahl

Mit Hochtemperatur-Chromkarbid-Diffusionsschichten oder mit CVD Titanbornitridschichten können unterschiedliche Stahlwerkstoffe mit CVD-Diamant haftfest beschichtet werden. Um die Funktionalität der diamantbeschichteten Stahlbauteile zu erhalten (Festigkeit), ist eine der Legierungszusammensetzung angepasste Diamantbeschichtungstemperatur und Wärmebehandlung notwendig.

Der Forschungsschwerpunkt liegt gegenwärtig auf einer Erweiterung des Spektrums beschichtbarer Stahlsorten, der Optimierung der Wärmebehandlung aus der Beschichtungstemperatur zur Einstellung der notwendigen Stahlfestigkeit und der haftfesten Diamantbeschichtung mit Schichtdicken über 10 µm.

Eine wichtige Anwendung von diamantbeschichten Stahlwerkzeugen liegt in der Verarbeitung von Aluminium, da Aluminium auch bei hohen Temperaturen über 500 °C nicht mit der Diamantoberfläche reagiert.

Anwendungsbeispiele:

• Gasdruckfedern aus 41Cr4.
• Gewindebohrer aus Schnellarbeitsstahl HS 2-9-2.
• Werkzeuge für den Aluminiumdruckguss aus Warmarbeitsstahl X37CrMoV5-1 .(12343) und X46Cr13 (1.4034).
• Ultraschall Schweißsonotroden für Aluminium- oder Kupferkabel z.B. aus pulvermetallurgischem Stahl SPM10.

• Rosiwal S., Helmreich T., Mengele T., Ballmes H., Hausmann C., Regenberg C.:
  Diamant auf Stahl gegen den Oberflächenverschleiß durch Aluminiumanhaftungen
  In: Konstruktion (2017), S. IW8-IW9
  ISSN: 0720-5953
• Lodes M., Sailer S., Rosiwal S., Singer R.:
  Adhesive bonding and brazing of nanocrystalline diamond foil onto different substrate materials
  In: Applied Surface Science 282 (2013), S. 335-341
  ISSN: 0169-4332
  DOI: 10.1016/j.apsusc.2013.05.129
• Kellermann K., Fandrey J., Rosiwal S., Singer R.:
  CVD-Diamond Coating as Wear Protection for Standard Heat-Treatable Steel
  International Symposium on Friction, Wear and Wear Protection 2008 (Aachen)
  DOI: 10.1002/9783527628513.ch30
• Kellermann K., Bareiss C., Rosiwal S., Singer R.:
  Well adherent diamond coatings on steel substrates
  In: Advanced Engineering Materials 10 (2008), S. 657-660
  ISSN: 1438-1656
  DOI: 10.1002/adem.200800060
• Bareiss C., Perle M., Rosiwal S., Singer R.:
  Diamond coating of steel at high temperatures in hot filament chemical vapour deposition (HFCVD) employing chromium interlayers
  In: Diamond and Related Materials 15 (2006), S. 754-760
  ISSN: 0925-9635
  DOI: 10.1016/j.diamond.2005.10.053