Titandiborid TiB2 - Targets und Beschichtungen

Titandiborid (TiB2)-Beschichtungen mit hexagonaler Kristallstruktur sind sehr hart. Zusätzlich zur Härte bei Raumtemperatur behalten TiB2-Schichten ihre Härte und chemische Inertheit bei erhöhten Temperaturen während der Bearbeitungsprozesse bei, sogar in Kontakt mit Aluminium und seinen Legierungen. Die beeindruckendsten Punkte sind: Die TiB2-Schicht behält ihren hohen Elastizitätsmodul, ihre Druckfestigkeit und ihre Verschleißfestigkeit bei sehr hohen Bearbeitungstemperaturen.


Daher sind Beschichtungen aus TiB2-Schichten sehr beliebt und werden in der Umformung, in der Werkzeugbeschichtung, beim Spritzgießen und bei vielen anderen Anwendungen eingesetzt, bei denen ein hervorragendes tribologisches Verhalten wichtig ist.


Für das Aufbringen von TiB2-Schichten und die Performance der Schichten sind im wesentlichen zwei Dinge entscheidend:

  1. Die Beschichtungsprozess-Technologie und

  2. die Qualität der Beschichtungswerkstoffe.


Es gibt zwei wichtige Parameter, die einen direkten Einfluss auf die Eigenspannung und die Mikrostruktur der Beschichtung haben, die sich letztendlich in die Beschichtungseigenschaften und die Produktfunktionalitäten während des Bearbeitungsprozesses umwandeln.

Für TiB2-Beschichtungen wird von den Kunden häufig eine Härte von über 4000 HV verlangt.
Bei einer solch hohen Härte ist es auch sehr wichtig, das Elastizitätsmodul zu senken, um die Verschleißfestigkeit hoch zu halten. Abgesehen davon gibt es bei der Verwendung von TiB2-Material für industrielle Anwendungen mit hoher Skalierbarkeit noch einige Herausforderungen, insbesondere Bruchzähigkeit, Druckspannung und schlechte Haftung, die eine sorgfältige Auswahl der Prozesstechnologie und der Qualität der Sputtertargets erfordern.

TiB2 targets for Cemecon HiPIMS coating equipment

TiB2 targets for CemeCon HiPIMS coating equipment


TiB2 wurde auch in mehrlagige Beschichtungen oder als einlagige Beschichtungen durch PVD-Verfahren (Physical Vapor Deposition) eingebracht. Von allen PVD-Verfahren ist das ionenunterstützte PVD-Verfahren (i-PVD) am beliebtesten, da der Verfahrenstechniker durch das Einwirken von energetischen Ionen auf die Mikrostruktur der Dünnschichten und auch das Spannungsniveau der Beschichtungen steuern kann.


Unter Verwendung von TiB2-Targets minderer Qualität werden die nicht-stöchiometrischen TiB2-Schichten mit intensiver und ausgeprägter kolumnarer Mikrostruktur und kristallographischer Textur hergestellt. Sowohl bei borreichem als auch bei borarmem Material sind die Beschichtungen im Bearbeitungsprozess nicht erfolgreich. Daher sind qualitativ hochwertige TiB2-Targets für eine bessere Bearbeitungsleistung erforderlich. Das Hochleistungsimpuls-Magnetronsputtering (HiPIMS) Beschichtungsverfahren in Verbindung mit einem keramischen TiB2-Targetmaterial ermöglicht Beschichtungen mit geringer Spannung und günstiger Kristallstruktur.


coating with flank wear 0,079mm

Beschichtung mit Targets vom Wettbewerb










Flank wear 0,066mm Avaluxe coating

Beschichtung mit Targets von

Avaluxe











TiB2 coating layer and flank wear

Picture represents the performance of coatings undergone for the fifteen minutes of machining duration.

Test conditions: Vc = 80m/min; f= 0.2mm/rev.; ap=2mm; dry machining;


Außerdem haben die TiB2-Targets von Avaluxe eine bemerkenswerte Stabilität gezeigt, wenn sie im HiPIMS-Modus mit höheren Abscheideleistungen als die der Wettbewerber betrieben werden. Dies ermöglicht es unserem Kunden, seinen Herstellungsprozess mit höheren Abscheideraten zu beschleunigen, die den von DCMS gemeldeten recht nahe kommen.