Einfluß einer Endbearbeitung auf das Festigkeitsverhalten und den Oberflächenzustand

Die Hartbearbeitung von Keramik hat eine Randzonenbeeinflussung in Form von Gitterstörungen, Eigenspannungen und Schädigungen zu Folge. Gitterstörungen und Eigenspannungen lassen sich mit Hilfe neu entwickelter Röntgenbeugungsverfahren quantitativ bestimmen. Diese Randschichteigenschaften hängen in systematischer Weise von den Bearbeitungsverfahren- und bedingungen ab. Die Berücksichtigung der Eigenspannungen in einem bruchmechanischen Modell führt zur Berechtigung von Ersatzfehlergrößen, die eine quantitative Beschreibung bearbeitungsbedingter Schädigungen ermöglicht und zusammen mit den Eigenspannungen den werkstoff- und bearbeitungsspezifischen Einfluß der Hartbearbeitung auf die Festigkeit erklären kann. Zur Bestimmung der Schädigungstiefe können röntgenographisch ermittelte Gitterstörungstiefen, die mit den berechneten Ersatzfehlern korrelieren, herangezogen werden. Beim Läppen von SSN und PSZ erhöhen bearbeitungsbedingte Druckeigenspannungen die Biegefestigkeit, wenn mit relativ grobem Korn bearbeitet wird, bei Al2O3 dominiert der Einfluß der Schädigung, so daß feine Körnungen zur Erzielung guter Biegefestigkeiten benutzt werden sollten. Optimale Schleifparameter im Sinne guter Biegefestigkeiten sind bei allen vier untersuchten Keramiken diejenigen Bedingungen, die zu möglichst geringen Schädigungen führen, da hier Eigenspannungen eine untergeordnete Rolle spielen. Tiefschleifen mit hoher Schnittgeschwindigkeit und nicht zu großer Abtragsleistung ist zu bevorzugen.