Kombinationsverfahren zur Reduktion des Verschleißes an Diamantwerkzeugen bei der Mikrozerspanung von Eisenbasiswerkstoffen

磁控管是在金刚石上进行均质和半固态的钛合金。在金刚石-泰坦界面上形成一个纳米尺寸的碳化物层。德拉尔特将在1130毫米的施尼特韦格上复制一个大约1130毫米的Zerspanversuch Werkzeuge zeigen。30%的未处理钻石的视觉标记减少，这也是视觉图像的原因。在金刚石-金属界面碳化物形成的PVD-溅射金刚石和钨复合材料的研究中，在此之后，通过溅射法将金属膜与金刚石膜结合，然后通过Sauerstoff或Wasserstoff将金刚石膜原子化，消除了扩散障碍，从而使泰坦与金刚石膜结合。这一热化学效应是由TiCRandzonen通过热处理后的韦尔登产生的。因此，泰坦也是一个被氧化的半导体材料。Um in Zukunft auch Wärmebehandlungen über 450°C im Hochvakuum durchführen zu können，sind sowohl apparative als auch beschichtungstechnische Maßnahmen geplant.因此，在一个最好的真空再循环中，一个最高的韦尔登也会在高真空中达到600°C。因此，金或铂在碳化物上的氧化反应是由韦尔登引起的。 热化学TiC-和WC-生成的固体在工程实际阶段也可通过反应磁控管韦尔登形成碳化物，这可使焊接过程中最大限度地利用韦尔登在金刚石-碳化物界面上的扩散区。

Durch Magnetronsputtern ist die Abscheidung homogener und haftfester Titanbeschichtungen auf Diamantwerkzeugen gelungen. Nachfolgende Wärmebehandlungen im Hochvakuum führen zur Bildung einer wenige Nanometer dicken Carbidzone am Diamant-Titan-Interface. Derart behandelte Werkzeuge zeigen im Zerspanversuch nach einem Schnittweg von 1130 mm reproduzierbar eine ca. 30%ige Reduktion der Verschleißmarkenbreite gegenüber unbehandelten Diamantwerkzeugen, wobei sich auch das Verschleißbild ändert. Aufbauend auf diesen Ergebnissen konzentrieren sich die Forschungsarbeiten in der verbleibenden Projektlaufzeit auf Kombinationsverfahren aus PVD-Sputterbeschichtung von Titan und Wolfram mit anschließender Glühbehandlung zur Carbidbildung am Diamant-Metall-Interface. Nach den bisherigen Erfahrungen ist nur durch Sputterverfahren eine kovalente (carbidische) Anbindung der Metallfilme an die Diamantoberfläche zu erreichen, was auf das Absputtern der obersten durch Sauerstoff oder Wasserstoff abgesättigten Atomlagen der Diamantoberfläche zurückzuführen ist, welche als Diffusionsbarriere wirken und so eine kovalente Anbindung des Titans an die Diamantoberfläche verhindern. Der verschleißmindernde Effekt thermochemisch erzeugter TiCRandzonen soll durch verschiedene Maßnahmen weiter erhöht werden. So hat sich beispielsweise die Durchführung der Wärmebehandlung als schwierig erwiesen, da Titan auch bei geringsten Sauerstoffpartialdrücken stark oxidiert. Um in Zukunft auch Wärmebehandlungen über 450°C im Hochvakuum durchführen zu können, sind sowohl apparative als auch beschichtungstechnische Maßnahmen geplant. So soll in einen bestehenden Vakuumrezipienten eine Heizung eingebaut werden, die auch Wärmebehandlungen über 600°C im Hochvakuum ermöglicht. Andererseits soll die Randschichtoxidation durch Aufbringen von Gold- oder Platinschichten auf der carbidbildenden Schicht verhindert werden. Neben der thermochemischen TiC- und WC-Bildung soll in der verbleibenden Projektphase auch die Möglichkeit einer Carbidabscheidung durch reaktives Magnetronsputtern untersucht werden, wobei allerdings zur Maximierung der Schichthaftung jeweils eine Glühbehandlung zur Erzeugung einer Diffusionszone am Diamant-Carbid-Interface durchgeführt werden soll.