WC/C-Beschichtung für weniger Reibung und weniger Verschleiß
Weniger Reibungund Verschleiß bei belasteten Stahlkontakten, Mischreibung und Start-Stopp-Betrieb.
tribo schichtsystem
Das Cr/CrN/WC/C-Tribo-Schichtsystem im Überblick – mit mehrlagigem Aufbau für hohe Haftung, geringe Reibung und zuverlässigen Verschleißschutz.
HiPIMS-TiN
Für anspruchsvolle Werkzeuge zählt jede Oberfläche. Titannitrid TiN sorgt als bewährte PVD-Schicht für zuverlässigen Schutz, hohe Standzeiten und breite Einsatzmöglichkeiten. Mit HiPIMS wird die TiN-Beschichtung weiter verbessert: kompakter im Aufbau, gleichmäßiger in der Oberfläche und robuster im Einsatz.
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WCC Tribo ist eine anthrazitfarbene Schutzschicht für Bauteile, die sich bewegen, gleiten oder unter Last an anderen Metallteilen reiben. Sie reduziert Reibung, schützt vor Verschleiß und unterstützt eine zuverlässige Funktion auch dort, wo Schmierung nicht immer optimal ist.
Die Beschichtung eignet sich besonders für Bauteile mit Stahlkontakt, hoher Flächenpressung, kleinen Bewegungen oder wiederholtem Start-Stopp-Betrieb. Typische Einsatzbereiche sind hochbelastete Gleitkontakte, Antriebskomponenten, Dämpferbauteile und mechanische Systeme mit Mischreibung.
Kurz gesagt: WCC Tribo hilft Bauteilen, leichter zu gleiten, länger zu halten und unter anspruchsvollen Bedingungen stabiler zu funktionieren.
WCC-Beschichtung für weniger Reibung & Verschleiß
Cr / CrN / WC/C — Tribo-Schichtsystem
WCC Tribo ist eine WC/C-Beschichtung. WC steht für Wolfram-Carbid, C für Kohlenstoff. Die Schicht verbindet zwei Eigenschaften, die in belasteten Reibkontakten besonders wichtig sind. Die Wolfram-Carbid-Anteile sorgen für Härte und Tragfähigkeit. Die kohlenstoffhaltige Matrix unterstützt niedrige Reibung und ein günstiges Gleitverhalten gegen Stahl. Zusammen entsteht eine tribologische Verschleißschutzschicht für anspruchsvolle Kontaktbedingungen. Technisch handelt es sich um ein Multilagensystem auf Basis von a-C:H:Me. Das bedeutet: Eine metallhaltige, wasserstoffhaltige Kohlenstoffschicht wird so aufgebaut, dass sie Reibung und Verschleiß gezielt beeinflusst. Die Herstellung erfolgt mittels PVD-Sputtering. Dieses Verfahren ermöglicht eine kontrollierte und reproduzierbare Beschichtung funktionaler Bauteiloberflächen.Maßstab2 µm
Vergrößerung1.0 kx
Mausrad zoomen · Drag verschieben
Schicht
—
—
— Dicke— Funktion
Warum WCC Tribo?
Viele technische Bauteile arbeiten nicht im Idealzustand. Beim Anlaufen, Stoppen, bei kurzen Hüben oder bei begrenzter Schmierung entsteht hohe Reibung. Genau in solchen Situationen entscheidet die Oberfläche über Funktion, Lebensdauer und Ausfallsicherheit.
WCC Tribo wurde für diese tribologischen Belastungen entwickelt. Die Beschichtung kombiniert niedrige Reibung gegen Stahl mit hoher Verschleißbeständigkeit und einer technisch hochwertigen anthrazitfarbenen Oberfläche.
Die Schicht ist besonders interessant, wenn Reibung nicht nur ein Nebeneffekt ist, sondern ein funktionskritischer Faktor. Sie kann helfen, Bewegungen gleichmäßiger zu machen, Kontaktflächen zu schützen und Verschleiß an stark beanspruchten Stellen zu reduzieren.
Messwerte und tribologische Leistung
Die Reibleistung von WCC Tribo wurde im Pin-on-Disk-Test gegen eine Stahlkugel aus 100Cr6 geprüft. Die Messung erfolgte trocken, bei Raumtemperatur, mit dem Tribometer Anton Paar TRB3. Geprüft wurden Lasten von 2 N, 10 N und 20 N.
Das zentrale Ergebnis: Mit steigender Last sinkt der mittlere Reibwert.
Diese Messreihe zeigt: WCC Tribo kann bei höheren Kontaktbelastungen ein niedriges und stabiles Reibniveau erreichen.
Was bedeutet der Reibwert für Ihr Bauteil?
Ein niedriger Reibwert bedeutet, dass zwei Kontaktflächen leichter aneinander vorbeigleiten. Dadurch kann weniger Wärme entstehen, der Energieverlust sinkt und der Verschleiß im Kontaktbereich wird reduziert.
In realen Anwendungen ist das besonders wichtig, wenn kein durchgehend stabiler Schmierfilm vorhanden ist. Das betrifft zum Beispiel Start-Stopp-Bewegungen, kurze Hübe, hohe lokale Pressungen oder wechselnde Belastungen.
WCC Tribo ist deshalb besonders interessant für Bauteile, bei denen Reibung, Verschleiß und Funktionssicherheit eng zusammenhängen.
WCC Tribo wurde gegen 100Cr6-Stahl geprüft. Die Ergebnisse zeigen, dass die Beschichtung bei steigender Prüflast niedrigere mittlere Reibwerte erreicht.
Besonders relevant ist der Bereich bei 10 N und 20 N. Hier wurden Minimalwerte unter μ = 0,1 gemessen. Damit eignet sich WCC Tribo für Anwendungen, bei denen niedrige Reibung gegen Stahl, Belastbarkeit und Verschleißschutz gemeinsam gefordert sind.
Die Kernaussage für die Anwendung lautet: WCC Tribo unterstützt ein niedriges Reibniveau in belasteten Stahlkontakten und kann besonders dort Vorteile bringen, wo Schmierung, Start-Stopp-Belastung oder Mischreibung kritisch sind.
Die bei höheren Belastungen gemessenen niedrigen Reibwerte lassen sich durch das charakteristische Einlaufverhalten zu Beginn der Pin-on-Disk-Prüfung erklären.
Technische Spezifikationen
WCC Tribo ist eine tribologische Verschleißschutzschicht auf Basis von WC/C. Die Schicht ist anthrazitfarben und wird mittels PVD-Sputtering abgeschieden. Die gemessene Schichthärte liegt im Bereich von ca. 1.000 bis 1.500 HV. Für die Anwendung entscheidend ist nicht ein einzelner Härtewert, sondern das Zusammenspiel aus Schichthärte, Reibwert, Verschleißverhalten, Schichthaftung, Substrat und Reibpartner.| Eigenschaft | WCC Tribo |
|---|---|
| Schichttyp | Tribologische Verschleißschutzschicht |
| Schichtsystem | WC/C |
| Spezifikation | a-C:H:Me |
| Aufbau | Multilagensystem |
| Technologie | PVD-Sputtering |
| Farbe | Anthrazit |
| Schichtdicke | 3-5µm |
| Max. Anwendungstemperatur | <200°C |
| Prozesstemperatur | <250°C |
| Schichthaftung / HF-Klasse | HF1-3 |
| Geeignete Substrate / Werkstoffe | niedrig und hochlegierte Werzeugstähle |
| Typische Bauteilgrößen / Chargengrößen | D150x500 mm |
| Schichthärte HV (Mischhärte) | ca. 1.000–1.500 HV |
Analytik und F&E-Kompetenz im RÜBIG Beschichtungszentrum
Eine tribologische Schicht muss zum Bauteil passen. Entscheidend sind Grundwerkstoff, Reibpartner, Belastung, Bewegung, Temperatur, Medium und gewünschte Lebensdauer. Deshalb bewertet RÜBIG WCC Tribo nicht isoliert, sondern im Zusammenspiel mit der konkreten Anwendung.
Das RÜBIG Beschichtungszentrum verfügt über die analytischen Möglichkeiten, um Schichtsysteme technisch abzusichern und anwendungsbezogen zu bewerten. Damit können Beschichtung, Bauteil und Einsatzbedingungen gezielt aufeinander abgestimmt werden.
Methode 01
REM und EDX
Mit dem Rasterelektronenmikroskop werden Oberflächen, Verschleißspuren, Bruchkanten und Schichtstrukturen sichtbar gemacht. So lässt sich beurteilen, ob eine Oberfläche abrasiv, adhäsiv oder lokal durch Schichtschädigung belastet wurde.
EDX ergänzt diese Analyse durch chemische Informationen. Bei WC/C-Schichten ist das wichtig, um Wolfram-, Kohlenstoff- und Grenzflächenbereiche technisch einzuordnen.
Methode 02
Schichtdicke und Schichthaftung
Die Schichtdicke beeinflusst Verschleißreserve, Maßhaltigkeit und Kantenverhalten. Für Serienbauteile muss sie daher auf Funktion und Toleranz abgestimmt werden.
Die Schichthaftung wird über etablierte Verfahren wie den HF-Eindrucktest nach Rockwell-Methode bewertet.
Methode 03
Scratch-Test
Der Scratch-Test belastet die Schicht mit steigender Normalkraft. Dadurch lässt sich beurteilen, bei welcher Belastung Risse, Ausbrüche oder Delamination auftreten.
Für Kunden ist das besonders relevant, wenn mehrere Schichtvarianten, Substrate oder Vorbehandlungen verglichen werden.
Methode 04
Hochlast-Tribometer
Mit dem Hochlast-Tribometer wird gemessen, wie sich eine Beschichtung unter definierter Reibbelastung verhält. Für WCC Tribo wurde gegen 100Cr6 geprüft – trocken, bei Raumtemperatur und mit Lasten bis 20 N.
Die Messwerte zeigen einen sinkenden mittleren Reibungskoeffizienten mit steigender Normalkraft. Das ist für Anwendungen mit höherer Kontaktbelastung besonders relevant, weil nicht nur der niedrigste Einzelwert, sondern das Verhalten über den Lastbereich betrachtet wird.
Methode 05
Korrosionsanalytik
Tribologische Bauteile arbeiten häufig nicht nur unter mechanischer Last. Auch Medien, Kondensat, Reinigungschemie oder korrosive Umgebungen können die Funktion beeinflussen.
Die Korrosionsanalytik unterstützt die Auswahl und Bewertung des passenden Schichtsystems.
Methode 06
Nanoindentation nach ISO 14577
Die Schichthärte wurde mittels Nanoindentation nach ISO 14577 bestimmt. Dieses Verfahren eignet sich besonders für dünne technische Schichten, weil es mit sehr kleinen Eindringtiefen arbeitet und neben Härtewerten auch Informationen zum elastisch-plastischen Verformungsverhalten liefert.
Für die technische Bewertung sind daher nicht nur HV-Werte relevant, sondern auch Martenshärte, Eindringhärte und Eindringmodul.
Typische Anwendungsbereiche
Kipphebel
Kipphebel arbeiten mit wechselnden Kräften, Kontaktbelastungen und teils kritischen Schmierbedingungen. WCC Tribo kann helfen, Reibung und Verschleiß an der Kontaktfläche zu reduzieren.
Besonders relevant ist die Beschichtung dort, wo hohe lokale Pressungen, Start-Stopp-Belastungen und Stahlkontakt zusammenkommen.
Ausgleichsradachse
Ausgleichsradachsen sind lokal hoch belastete Bauteile mit kleinen Relativbewegungen und Stahlkontakt. Die Kombination aus belastbarer WC/C-Struktur und niedrigem Reibwert macht WCC Tribo für diese Anwendung interessant.
Die Beschichtung kann dazu beitragen, Verschleiß im Kontaktbereich zu reduzieren und das Gleitverhalten unter Last zu verbessern.
Lenkungsdämpfer
Lenkungsdämpfer erzeugen wiederholte Gleitbewegungen. Eine stabile, niedrige Reibung ist wichtig für gleichmäßige Funktion und reduzierte Abnutzung im Kontaktbereich.
WCC Tribo kann hier helfen, Reibung zu stabilisieren und Verschleiß an beschichteten Gleitflächen zu reduzieren.
WCC Tribo für Ihr Bauteil prüfen
Ob WCC Tribo zur Anwendung passt, hängt vom konkreten Bauteil ab. Entscheidend sind Grundwerkstoff, Reibpartner, Lastprofil, Bewegung, Temperatur und Medium.
Für eine erste technische Bewertung helfen Bauteilzeichnung, Werkstoffangaben, Reibpartner, Belastung, Bewegungsgeschwindigkeit, Schmierstoff oder Medium, Temperaturbereich, Zielstückzahl und das bisherige Verschleiß- oder Reibungsproblem.
RÜBIG prüft auf dieser Basis, ob WCC Tribo für Ihre Anwendung geeignet ist und welche weiteren Tests für eine technische Freigabe sinnvoll sind.
DI Dr. Christian Dipolt MBA
Geschäftsleitung RÜBIG Technologie
