Entwicklung von MSIP-Puls-Prozessen zur Herstellung von TiAIN-Nanocomposites für anspruchsvolle Zerspan- und Umformoperationen

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Der Einsatz von Schichtverbundsystemen bei tribologisch stark beanspruchten Werkzeugen ist im Fertigungsbereich Stand der Technik. Die PVD-Schichten auf (Ti,Al)N-Basis haben den Markt der beschichteten Hochleistungswerkzeuge in den letzten Jahren eindeutig erobert. Die Gründe hier für liegen in ihren hervorragenden Eigenschaften wie hohe Härte, hohe Warmhärte, hohe Oxidationsbeständigkeit und niedrige Wärmeleitfähigkeit. Für hoch beanspruchte Werkzeuge müsse Schichten entwickelt werden, die über eine extreme Zähigkeit bei hohen Härten verfügen und weiterhin eine hohe thermische Stabilität aufweisen. TiAlNSchichten stoßen bei Temperaturen von ca. 700°C-800°C an ihre Grenzen. Nur durch Nanocomposite-Schichten können auch in Temperaturbereichen von 800 °C bis 1100°C Härte- und Phasenstabilität der Schichten gewährleistet werden. In letzter Zeit ist versucht worden, den Al-Anteil der neuesten (Ti,Al)N-basierten Sputterschichten ständig zu erhöhen, damit die Härte (vor allem die Warmhärte), die Duktilität, die Oxidationsstabilität und letzten Endes natürlich die Leistungsfähigkeit der Werkzeuge verbessert werden. Das Schichtsystem bietet aufgrund der geringen Löslichkeit der beiden Komponenten (TiN-AlN) zueinander die richtigen Voraussetzungen für die Herstellung von Nanocomposites....Ziel des hier beantragten Projektes ist es, durch den Einsatz der Pulstechnologie den Al-Anteil in Sputterschichten so zu erhöhen, dass die Abscheidung von Nanocomposites gewährleistet wird. Die so entwickelten Schichtsysteme sollen dann für den Einsatz an Hochleistungswerkzeugen zur Verfügung stehen."