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Steigerung der Prozesssicherheit von CVD-diamantbeschichteten Hartmetallwerkzeugen unter Berücksichtigung von Schichteigenspannungen

提高 CVD 金刚石涂层硬质合金刀具的工艺可靠性，同时考虑内层应力

基本信息

批准号：
43681056
负责人：
Professor Dr. Walter Reimers
金额：
--
依托单位：
Fachgebiet Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2007
资助国家：
德国
起止时间：
2006-12-31 至 2012-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/43681056?language=en
关键词：
Steigerung der Prozesssicherheit von CVD

项目摘要

Die Bearbeitung vieler Hochleistungswerkstoffe wie beispielsweise Aluminium-Silicium-Legierungen ist oftmals nur durch das Einsetzen von auf das Substrat und die Werkzeuggeometrie abgestimmten hochharten Werkzeugbeschichtungen möglich. Diamant mit seiner äußerst hohen Härte bietet sich als Schneidstoff für die Bearbeitung dieser schwer zerspanbaren Werkstoffe an. Seit einigen Jahren ist das Abscheiden von Diamantschichten auf komplexen Geometrien mit der chemischen Gasphasenabscheidung (Chemical Vapour Deposition CVD) möglich. Jedoch ist durch die gegenwärtig noch fehlende Prozesssicherheit von CVD-diamantbeschichteten Werkzeugen das Anwendungsfeld dieser Werkzeuge stark limitiert. Es ist bekannt, dass das Hartmetallsubstrat sowie die Vorbehandlung einen signifikanten Einfluss auf die Schichthaftung und damit auf das Einsatzverhalten der beschichteten Werkzeuge besitzen. Allerdings sind grundlegende Kenntnisse hinsichtlich des Einflusses des Hartmetalls (Korngröße und Kobaltgehalt), der Vorbehandlung und der Beschichtung auf die Eigenschaften und das Einsatzverhalten von CVD-diamantbeschichteten Werkzeugen mit komplexen Geometrien derzeit nicht vorhanden.Es wurde im ersten Forschungszeitraum festgestellt, dass das Einbringen von Druckeigenspannungen in das Hartmetallsubstrat durch mechanische Vorbehandlungen möglich ist und dass der Eigenspannungszustand sowohl im Substrat als auch in der Schicht einen signifikanten Einfluss auf die Schichthaftung und damit das Einsatzverhalten der CVD-diamantbeschichteten Werkzeuge während der Zerspanung hat. Hierbei konnte eine klare Korrelation zwischen den vorhandenen Eigenspannungen an der Schneidkante und der Standzeit der Werkzeuge festgestellt werden. Ungeklärt ist bis jetzt, ob diese Korrelation bei Schaftwerkzeugen gleichermaßen zu erkennen ist. Weiterhin ist zu klären, ob das Einbringen von Druckeigenspannungen durch eine Bearbeitung der Werkzeuge nach der CVD-Diamantbeschichtung möglich ist und inwiefern eine haftvermittelnde Zwischenschicht einen Einfluss auf den Eigenspannungszustand in den Schichten und im Substrat haben kann. Hauptziel dieses Vorhabens ist es, grundlegende Kenntnisse über den Zusammenhang zwischen dem Hartmetallsubstrat, der CVD-Diamantbeschichtung mit Hinblick auf die Vorbehandlungsmethode, den Eigenspannungen an der Schneidkante und schließlich dem Einsatzverhalten von Zerspanwerkzeugen mit komplexen Geometrien zu erlangen. Diese Kenntnisse sind erforderlich, um die prozesssichere Herstellung von CVD-diamantbeschichteten Schaftwerkzeugen und damit die wirtschaftliche Bearbeitung von sehr abrasiven Werkstoffen zu ermöglichen. Außerdem werden die im ersten Forschungszeitraum erzielten Kenntnisse bezüglich der Zusammenhänge zwischen den Eigenspannungszuständen und den Standzeiten von Werkzeugen mit einfachen Geometrien genutzt, um die Eigenspannungen dieser Werkzeuge gezielt zu optimieren und somit die Standzeiten zu erhöhen.

死Bearbeitung祝Hochleistungswerkstoffe是不是那些Aluminium-Silicium-Legierungen是oftmals努尔的军队das Einsetzen冯auf das Substrat和死Werkzeuggeometrie abgestimmten hochharten Werkzeugbeschichtungen moglich。Diamant mit seiner äußerst hohen Härte bietet sich als Schneidstoff fgr die Bearbeitung dieser schwer zerspanbaren werkstoffan。Seit einigen Jahren ist das Abscheiden von Diamantschichten auf komplexen Geometrien mit der chemischen Gasphasenabscheidung（化学气相沉积CVD） möglich。Jedoch ist durch die gegenwärtig noch fehlende Prozesssicherheit von CVD-diamantbeschichteten Werkzeugen das Anwendungsfeld dieer Werkzeuge stark limitert。它是一种金属基板，它是一种金属基板，它是一种金属基板，它是一种金属基板，它是一种金属基板，它是一种金属基板。Allerdings信德grundlegende Kenntnisse hinsichtlich des Einflusses des Hartmetalls (Korngroße和Kobaltgehalt), der Vorbehandlung和der Beschichtung auf死Eigenschaften das Einsatzverhalten冯CVD-diamantbeschichteten Werkzeugen麻省理工学院komplexen Geometrien derzeit不vorhanden。德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国德国本研究的主要内容是：相关性分析、特征分析、施耐德坎特分析和标准分析。Ungeklärt ist bis jetzt, ob disese Korrelation bei Schaftwerkzeugen gleichermaßen zu erkennen ist。weiterin ist zu klären， ob das Einbringen von Druckeigenspannungen durchchtung Werkzeuge nach der cvd - diamantbeschchtung möglich ist and inwiteringen haftvermittelnde Zwischenschicht eininfuss auden Eigenspannungszustand in den Schichten and in sub基体habenkann。Hauptziel dieses Vorhabens ist es, grundlegende kentnises， ber den Zusammenhang zwischen d hartmetal基板，der cvd - diamantbeschchtung mithinblick audie vorbehandlunsmethod, den Eigenspannungen and der Schneidkante and schließlich deminsatzverhalten von zerspanwerkzeeugen mitkomplexen Geometrien zuerlangen。这张Kenntnisse信德erforderlich,嗯死prozesssichere Herstellung冯CVD-diamantbeschichteten Schaftwerkzeugen和该死死wirtschaftliche Bearbeitung冯sehr abrasiven Werkstoffen祖茂堂ermoglichen。1 .在德国，werdem werden die in ersten Forschungszeitraum erzielten kenzielten bezglich der Zusammenhänge zwischen den Eigenspannungszuständen and den Standzeiten von werkzeeugen mit einfachen Geometrien genutzt, um die Eigenspannungen gen der Werkzeuge gezielt zu optimieren and somit die Standzeiten zu erhöhen。