Arc‐PVD‐Beschichtung von Hartmetallen und Analyse des funktionellen Verhaltens beim Zerspanen im unterbrochenen Schnitt

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Abstract
Die Zerspanung von höherfesten Stahlwerkstoffen in unterbrochenen Schnitten stellt an die Werkzeuge hohe mechanische und tribologische Anforderungen, denen unbeschichtete Hartmetalle in vielen Fällen nicht gerecht werden können. Während sich bei der Zerspanung von höherfestem Stahl in stark unterbrochenen Schnitten durch die CVD‐Beschichtung von Hartmetallen auf‐grund prozeßbedingter Versprödungseffekte kaum Leistungssteigerungen erzielen lassen, können PVD‐Hartstoffbeschichtungen, die bei substratschonend niedrigen Prozeßtemperaturen abgeschieden werden, dem Auftreten der relevanten Schädigungsmechanismen besonders bei niedrigen und mittleren Schnittgeschwindigkeiten entscheidend entgegenwirken.Insbesondere mit zähen Substratsorten sowie mit strukturell und kompositionell optimierten Schichten können Standzeitvervielfachungen im gesamten unteren und mittleren Schnittgeschwindigkeitsbereich erzielt werden. Homogene Schichtstrukturen, hohe Druckeigenspannungen und hohe Metalloidgehalte der Hartstoff‐schichten gewährleisten eine hohe Verschleißfestigkeit. Titankarbonitrid zeichnet sich auf Hartmetallen gegenüber anderen karbonitridischen, nitridischen und karbidischen Schichten des Systems TiZrCN durch ein besonders günstiges tribologisches Verhalten aus und hat sich als optimaler Beschichtungswerkstoff für unterbrochene Schnitte erwiesen.