Verschleißverhalten von Nanocomposite-beschichteten PcBN-Schneideinsätzen

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Der Schneidstoff Polykristallines kubisches Bornitrid (PcBN) eignet sich hervorragend zur Zerspanung harter Werkstoffe und insbesondere gehärteter Stähle. Er besitzt eine sehr geringe Oxidationsneigung und chemische Reaktivität, eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine große Warmhärte. Daher wird PcBN trotz des relativ hohen Preises und der beschränkten Geometrieauswahl in zunehmendem Maße als kompakter, eingelöteter Schneideinsatz in Wendeschneidplatten eingesetzt. Eine Weiterentwicklung zur Verschleißreduzierung bei der Verwendung von PcBN stellt die Abscheidung von haftfesten Schichtsystemen dar. Es existieren vereinzelt marktförmige Anwendungen von beschichtetem PcBN. Die Wirkmechanismen zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit von PcBN durch eine Deckschicht wurden bisher jedoch nicht systematisch erforscht und es liegen dazu keine wissenschaftlichen Untersuchungen vor.Ziel des Forschungsvorhaben ist es daher, Erkenntnisse zum Einsatzverhalten von Nanocomposite-beschichteten PcBN-Schneideinsätzen bei der Trockenbearbeitung zweier gehärteter Stähle, eines Vergütungsstahls 42 CrMo4V und eines Warmarbeitsstahls X40CrMoV5-1, zu erhalten. Es werden dafür verschiedene PVDSchichtsysteme auf PcBN abgeschieden und deren Eignung zur Verschleißreduzierung des superharten Schneidstoffs untersucht. Im Mittelpunkt stehen dabei die Ermittlung des Verschleißverhaltens und die Analyse der auftretenden Verschleißmechanismen sowie die Bestimmung der Werkzeugbelastungen. Aufbauend darauf sollen die Beschichtung und die Geometrie der Schneideinsätze zum Drehen optimiert werden.