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Fakultät Maschinenbau

Untersuchung und Qualifizierung von HVOF-WC-Co-beschichteten Schneidteilen zur Substitution von Sinterhartmetall-Schneidstoffen

Leistungsfähige Zerspanungswerkzeuge bestehen in der Regel aus gesintertem Vollhartmetall, zumeist auf Basis von Wolframkarbid und Cobalt. Zur Erzeugung der makrogeometrischen Spezifikationen von Schaftwerk­zeugen, wie etwa Bohrer oder Fräser, werden Hartmetallrohlinge in diversen Operationen durch Schleifen bearbeitet. Hieraus resultieren lange Bearbei­tungszeiten und mitunter beachtliche Zerspanvolumina. Die Ressourcen­knappheit von Wolfram und die wenig diversifizierte Lieferantenbasis für diesen Rohstoff erschweren eine ökonomische Produktion und motivieren die Erprobung alternativer Konzepte im Bereich der Schneidstoffe. Eine Möglichkeit besteht in der Bestückung von Grundkörpern mit Hartmetallschneidteilen. Am Beispiel von entsprechend aufgebauten Sägewerkzeugen wird jedoch deutlich, dass diese Herstellungsroute aufgrund der erforderlichen Fertigungsschritte Grundkörpervorbereitung, Fügevorgang und Schleifbearbeitung sehr aufwendig ist. Daher gilt es, weitere technisch, wirtschaftlich und ökologisch gewinn­bringende Alternativen bezüglich der Schneidstoffkonzepte zu identifizieren und zu erforschen.

In diesem Zusammenhang erfolgt innerhalb dieses Projekts die Untersuchung und Qualifizierung von HVOF-WC-Co-beschichteten Schneidteilen zur Substi­tution von gesintertem Vollhartmetall. Als Substrat dient hierbei ein gehärteter Schnellarbeitsstahl. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sind nicht nur die Fragen nach den schichtspezifischen Eigenschaften sowie der Einstellung und der Bearbeitung der HVOF-WC-Co-Schicht zur Verwendung als Alternativ­schneidstoff am Schneidteil zu beantworten, sondern es erfolgt auch eine Analyse der grundlegenden Zusammenhänge der Wirkbeziehungen von Beschichtung, Schneidenvorbereitung und Einsatzverhalten beschichteter, geschliffener und präparierter Schneiden. Aufgrund des interdisziplinären Charakters des Vorhabens erfolgt eine Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Werkstofftechnologie der TU Dortmund. Hierdurch soll das Projektziel erreicht werden, die erforderlichen Grundlagen zu erarbeiten, um vollhartmetall- oder hartmetallbestückte Zerspanungswerkzeuge durch thermisch gespritzte, gezielt eingestellte und präparierte WC-Co-Schichten auf Werkzeugstahl-Grund­körpern geeignet zu substituieren.

© ISF
Herstellung WC-Co-beschichteter Zerspanungswerkzeuge