Untersuchung der Biegebruchfestigkeit beschichteter Hartmetall- Mikrofräser

Konferenz: Technologien und Werkstoffe der Mikro- und Nanosystemtechnik - 1. GMM-Workshop
07.05.2007 - 08.05.2007 in Karlsruhe

Tagungsband: Technologien und Werkstoffe der Mikro- und Nanosystemtechnik

Seiten: 4Sprache: DeutschTyp: PDF

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Autoren:
Muster, Frank; Füting, Manfred; Theumer, Torsten; Petzold, Matthias (Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik IWM, Halle /S., BRD)
Schauer, Kai (Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb, Technische Universität Berlin, BRD)

Inhalt:
Einsatzverhalten und die erreichbare Bearbeitungsqualität von Hartmetall-Mikroschaftfräsern können mit Hilfe von zusätzlichen Hartstoffbeschichtungen deutlich verbessert werden. Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass durch eine TiAlN-Beschichtung die Biegefestigkeit der Mikrowerkzeuge meist nicht beeinflusst wird, sondern evtl. unter ungüstigen Bedingungen sogar verringert werden kann. Für ein vertieftes Verständnis dieser Ergebnisse wurde eine Finite-Elemente-Analyse in Kombination mit einer bruchmechanischen Auswertung durchgeführt. Dabei wurde die Hypothese entwickelt, dass das Versagen von oberflächennahen Defekten im Hartmetall unterhalb der Beschichtung ausgeht. Das experimentell beobachtete Verhalten lässt sich damit sehr gut theoretisch erklären. Die zu Grunde gelegten Annahmen über Defektgröße und Defektverteilung wurden durch fraktographische Analysen mittels hochauflösender Rasterelektronenmikroskopie bestätigt. Es lässt sich schlussfolgern, dass die Standzeiterhöhung der Hartmetall-Mikrofräser nach Hartstoffbeschichtung auf eine reduzierte Beanspruchung durch Verringerung von Reibung und Verschleiß und nicht auf eine beschichtungsbedingt erhöhte Werkzeugfestigkeit zurückgeführt werden kann.