CrN — nitrid chromu
Houževnatý povlak s dobrou korozní odolností a nízkým sklonem k nalepování.
- Účel
- Ochrana při tváření, lisování a zpracování plastů.
- Typické použití
- Formy na plasty, střižné a tvářecí nástroje.
- Vhodné materiály
- Nástrojové oceli, tvrdokov.
- Kategorie
- Moderní tenké povlaky
Jak proces funguje
CrN (nitrid chromu) je PVD keramický povlak známý kombinací dobré otěruvzdornosti, relativní houževnatosti, chemické stability a velmi dobré korozní odolnosti. Ve srovnání s TiN nebo TiAlN se méně používá pro extrémně vysokorychlostní obrábění a více pro tvářecí nástroje, formy, přesné komponenty a zpracování plastů.
Hustá a chemicky stabilní struktura CrN poskytuje tvrdou bariéru, relativní houževnatost a odolnost proti korozi. Vytváří se metodou PVD z chromového terče v dusíkové atmosféře — obloukovým odpařováním i naprašováním, přičemž naprašování umožňuje vytvářet velmi hladké vrstvy vhodné pro leštěné formy.
Klíčové procesní parametry
- Tvrdost přibližně 18 ± 3 GPa (jiné systémy ~2 200 ± 200 HV) — nižší než u TiAlN, ale vyšší houževnatost
- Koeficient suchého tření proti oceli přibližně 0,5
- Orientační maximální pracovní teplota kolem 700 °C
- Tloušťka typicky ~2–7+ µm
- Zásadní je čistota podkladu, správná adhezní mezivrstva a kontrola průchozích pórů při korozních aplikacích
Typické aplikace
- Vstřikovací formy na plasty (abrazivní plniva, skleněná vlákna, korozní produkty polymerů)
- Extruzní nástroje, razníky a matrice
- Nástroje pro tváření plechu
- Kluzné strojní komponenty a ventily
Výhody
- Velmi dobrá kombinace odolnosti proti opotřebení, korozi a relativní houževnatosti
- Dobré odformování u forem na plasty
- Atraktivní alternativa k tvrdému galvanickému chromování — vyšší tvrdost, výroba bez lázně se šestimocným chromem
Omezení a rizika
- Korozní odolnost materiálu CrN nepředstavuje úplnou bariérovou ochranu substrátu — tenká vrstva může obsahovat průchozí póry, kterými elektrolyt pronikne k podkladu
- Není přímou náhradou tvrdého chromu tam, kde je vyžadován silný nános pro dosažení rozměrů nebo oprava rozměrů
- Pro vysokorychlostní frézování kalené oceli bývá lepší TiAlN nebo AlCrN; pro minimální tření DLC
Kontrola kvality
- Tvrdost měřená nanoindentací podle ISO 14577
- Adheze měřená scratch testem podle ISO 20502 / ASTM C1624
- Kontrola průchozích pórů a růstových defektů při korozních aplikacích
CrN versus tvrdý chrom
Tradiční tvrdý galvanický chrom může mít mnohem větší tloušťku a lze jím opravovat rozměry. CrN je naopak velmi tenký, přesný povlak s vyšší tvrdostí a bez lázně se šestimocným chromem. U přesných nástrojů a komponent proto může být atraktivní alternativou, ale není přímou náhradou všude, kde je vyžadován silný nános pro dosažení rozměrů.
Související normy
- ISO 14577-1:2026 — instrumentovaná indentační zkouška tvrdosti
- ISO 20502 — adheze keramických povlaků scratch testem
- ASTM C1624-22 — pevnost adheze keramických povlaků