Hard coatings on cemented carbide cutting tools: process technology and application

Titel in Übersetzung: Hartstoffschichten auf Wendeschneidplatten: Prozesstechnologie und Anwendung

Martina Gassner

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Hartmetallwerkzeuge für die spanende Bearbeitung werden heutzutage mit dünnen Hartstoffschichten mittels chemischer oder physikalischer Gasphasenabscheidung (chemical vapour deposition CVD, physical vapour deposition PVD) beschichtet. Im Rahmen dieser Dissertation wurden schwerpunktmäßig die genannten Beschichtungstechnologien (d.h. die einzelnen Beschichtungsschritte bei PVD mit zusätzlichem Focus auf die Substratvorbehandlung) und CVD beschichtete TiCN/Al2O3 Hartmetallplatten in der Anwendung (d.h. das thermische Rissnetzwerk und der während der Bearbeitung auftretende Verschleiß) behandelt. Die Einführung von Sankey-Diagrammen für die Beschichtungstechnologie macht es möglich, die unterschiedlichen Beiträge zum Beschichtungsprozess in Bezug auf Energie- und Materialverbrauch bildlich darzustellen und Einsparungspotentiale zu erkennen. Für die Hartmetallsubstratreinigung im PVD Prozess konnte durch die Variation der Ätzzeit und der Ionenenergie während des Ionenätzens eine dadurch bedingte Änderung der Substrattopographie nachgewiesen werden. Dieser Effekt ist an spitzen Kanten und feinen Geometrien stärker ausgeprägt und somit stellen diese Bereiche kritische Regionen dar. Durch detaillierte Untersuchungen mithilfe der Rasterelektronenmikrospie an CVD TiCN/Al2O3 beschichteten Platten konnte das thermische Spannungsrissnetzwerk dargestellt werden und der Effekt des Nassstrahlens auf die Oberflächenglättung und ein Rissschließen im oberflächennahen Bereich nachgewiesen werden. Durch einen Temperaturanstieg während der Bearbeitung bzw. während der durchgeführten Wärmebehandlungen konnte eine erneute Öffnung des Rissnetzwerkes und somit eine Bildung von Diffusionskanälen innerhalb der Beschichtung beobachtet werden. Eine genauere Untersuchung der beim Drehen von verschiedenen Stählen auftretenden Verschleißmechanismen lässt darauf schließen, dass der Verschleiß vor allem vom Werkstückmaterial und der Schnittgeschwindigkeit abhängig ist.
Titel in ÜbersetzungHartstoffschichten auf Wendeschneidplatten: Prozesstechnologie und Anwendung
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Mitterer, Christian, Beurteiler A (intern)
  • Keckes, Jozef, Beurteiler B (intern)
  • Schalk, Nina, Betreuer (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2018

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Hartstoffschichten
  • Hartmetallwendeschneidplatten
  • CVD
  • PVD
  • Drehen
  • Ionenätzen
  • TiCN/Al2O3

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