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Department Werkstoffwissenschaft

News

16.11.2020

Nanoskopische Eigenspannungs-und Mikrostrukturgradienten entlang der Schneidkante einer TiN Beschichtung auf WC-Co

Die Lebensdauer von beschichteten Schneidwerkzeugen ist maßgeblich durch Eigenspannungsgradienten in der Schutzschicht entlang der Schneidkante beeinflusst. Diese Gradienten stammen aus dem Beschichtungsprozess, welcher weit vom thermodynamischen Gleichgewicht durchgeführt wird und ungleichmäßig entlang der Schneidkante verläuft. Jedoch sind diese nanoskopischen Gradienten mit konventionellen Labormethoden nicht zu erfassen. In der hier vorgestellten Studie wurde Röntgennanobeugung ( Cross-sectional X-ray nanodiffraction) mit einer Auflösung von 35 × 25 nm² dazu eingesetzt, um eben jene Mikrostruktur und Eigenspannungsgradienten einer TiN-Modellbeschichtung zu erfassen. Dabei wurden konstante und graduelle Eigenspannungsprofile an der Span- beziehungsweise Freifläche aufgezeigt, welche in Richtung der Spanfläche mit dem Aufbau einer graduellen Defektstruktur korreliert sind. Direkt an der Schneidkante wurden nichtlineare Eigenspannungsgradienten ermittelt, welche sich lateral und am Querschnitt ausbreiteten und eventuell die Zuverlässigkeit des beschichteten Werkzeugs im Einsatz einschränken können. Die einzigartigen Ergebnisse ermöglichen die Optimierung von Beschichtungsprozessen und können damit die Lebensdauer von beschichteten Schneidwerkzeugen erhöhen.

Weitere Details zu dieser Arbeit finden sich in diesem Artikel:

Nanoscale residual stress and microstructure gradients across the cutting edge area of a TiN coating on WC-Co, veröffentlicht im Juni 2020,

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S135964622030107X?via%3Dihub