CrN — nitrid chrómu
Húževnatý povlak s dobrou koróznou odolnosťou a nízkym sklonom k nalepovaniu.
- Účel
- Ochrana pri tvárnení, lisovaní a spracovaní plastov.
- Typické použitie
- Formy na plasty, strihacie a tvárniace nástroje.
- Vhodné materiály
- Nástrojové ocele, tvrdokov.
- Kategória
- Moderné tenké povlaky
Ako proces funguje
CrN (nitrid chrómu) je PVD keramický povlak známy kombináciou dobrej oteruvzdornosti, relatívnej húževnatosti, chemickej stability a veľmi dobrej koróznej odolnosti. V porovnaní s TiN alebo TiAlN sa menej používa na extrémne vysokorýchlostné obrábanie a viac na tvárniace nástroje, formy, presné komponenty a spracovanie plastov.
Hustá a chemicky stabilná štruktúra CrN poskytuje tvrdej bariéru, relatívnu húževnatosť a odolnosť proti korózii. Vytvára sa PVD z chrómového terča v dusíkovej atmosfére — arc aj sputteringom, pričom sputtering umožňuje veľmi hladké vrstvy vhodné pre leštené formy.
Kľúčové procesné parametre
- Tvrdosť približne 18 ± 3 GPa (iné systémy ~2 200 ± 200 HV) — menej než TiAlN, ale vyššia húževnatosť
- Koeficient suchého trenia proti oceli približne 0,5
- Orientačná maximálna pracovná teplota okolo 700 °C
- Hrúbka typicky ~2–7+ µm
- Kritická čistota podkladu, správna adhézna medzivrstva a kontrola pinholes pri koróznych aplikáciách
Typické aplikácie
- Vstrekovacie formy na plasty (abrazívne plnivá, sklenené vlákna, korózne produkty polymérov)
- Extrúzne nástroje, razníky a matrice
- Nástroje na tvárnenie plechu
- Klzné strojné komponenty a ventily
Výhody
- Veľmi dobrá kombinácia odolnosti proti opotrebeniu, korózii a relatívnej húževnatosti
- Dobré odformovanie pri formách na plasty
- Atraktívna alternatíva k tvrdému galvanickému chrómovaniu — vyššia tvrdosť, výroba bez kúpeľa so šesťmocným chrómom
Obmedzenia a riziká
- Korózna odolnosť materiálu CrN nie je úplná bariérová ochrana substrátu — tenká vrstva môže obsahovať pinholes, cez ktoré elektrolyt dosiahne podklad
- Nie je priamou náhradou tvrdého chrómu tam, kde sa vyžaduje hrubý rozmerový nános alebo oprava rozmerov
- Na vysokorýchlostné frézovanie kalenej ocele býva lepší TiAlN alebo AlCrN; na minimálne trenie DLC
Kontrola kvality
- Tvrdosť nanoindentáciou podľa ISO 14577
- Adhézia scratch testom podľa ISO 20502 / ASTM C1624
- Kontrola pinholes a rastových defektov pri koróznych aplikáciách
CrN verzus tvrdý chróm
Tradičný tvrdý galvanický chróm môže mať oveľa väčšiu hrúbku a možno ním opravovať rozmery. CrN je naopak veľmi tenký, presný povlak s vyššou tvrdosťou a bez kúpeľa so šesťmocným chrómom. Pri presných nástrojoch a komponentoch preto môže byť atraktívnou alternatívou, ale nie je priamou náhradou všade, kde sa vyžaduje hrubý rozmerový nános.
Súvisiace normy
- ISO 14577-1:2026 — inštrumentovaná indentačná skúška tvrdosti
- ISO 20502 — adhézia keramických povlakov scratch testom
- ASTM C1624-22 — pevnosť adhézie keramických povlakov