Einfluss von Oberflächen- und Randzoneneigenschaften auf das nicht abrasionsbedingte Versagen PVD-beschichteter Hartmetallwerkzeuge im Zerspanprozess

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Berend Denkena
• Subject Area: Primary Shaping and Reshaping Technology, Additive Manufacturing
• Term: from 2004 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5428937

Durch ständige Weiterentwicklung der Zerspanprozesse in der Produktionstechnik steigen die Anforderungen an die Schneidwerkzeuge. Diese werden in zunehmendem Maße beschichtet, um ihr Einsatzverhalten zu verbessern und ihre Standzeiten zu verlängern. Um vorzeitiges Versagen beschichteter Werkezuge zu verhindern, ist es erforderlich, die notwendigen Bearbeitungsschritte zur Vorbehandlung des Substrats sowie die geeigneten Beschichtungsverfahren und ihre Parameter genau zu kennen. Die Substratbearbeitungsprozesse (Schleifen, Strahlen) sind ebenso wie die Beschichtungsprozesse (PVD, CVD) Gegenstand zahlreicher Untersuchungen gewesen, ihre gegenseitigen Beeinflussungen und Wechselwirkungen sind jedoch kaum erforscht. Als Folge davon existiert kein allgemeingültiges Modell für das Verständnis nicht abrasionsbedingter Schädigungen beschichteter Werkzeuge. Ursache hierfür ist nicht zuletzt die Schwierigkeit, tiefenaufgelöste Informationen des gesamten Schichtverbunds über die schichthaftungsbeeinflussende Größe "Eigenspannungen" zu erhalten. Im geplanten Vorhaben soll diese Schwierigkeit mit Hilfe der erst kürzlich beschriebenen Streuvektormethode überwunden werden, wozu es allerdings der Entwicklung geeigneter Mess- und Auswertestrategien bedarf. Über die Eigenschaften "Textur" und "Eigenspannungstiefenverlauf des gesamten Schichtverbunds" sind Untersuchungen beschichteter Werkzeuge bezüglich ihres Verhaltens im Einsatz geplant. Die Korrelationen von Randzoneneigenschaften mit dem Einsatzverhalten bilden die Basis für die Entwicklung eines Modells zur nicht abrasionsbedingten Schädigung beschichteter Werkzeuge, wodurch erstmals die Möglichkeit einer gezielten Weiterentwicklung durch Verbesserung des Schichtverbunds gegeben wird.

• DFG Programme: Research Grants