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Einfluss der Eigenspannungen CVD-diamantbeschichteter Werkzeuge auf das Einsatzverhalten

2010 , Uhlmann, E. , Byrne, F.

Im vorliegenden Beitrag wurde der Einfluss unterschiedlicher Kobaltgehalte der Hartmetalle und der CVD-Diamantbeschichtung auf den Eigenspannungszustand des Schicht-Substrat-Verbundes analysiert Hierbei wurde festgestellt, dass hohe tiefenabhängige Druckeigenspannungen in den Hartmetallsubstraten nach dem Herstellungsprozess vorhanden sind. Ferner konnte gezeigt werden, dass die hohen Temperaturen im CVD-Beschichtungsprozess zu einer Relaxation dieser Druckeigenspannungen führen. Nach dem Abscheiden einer nanokristallmen CVD-Diamantschicht wurden die Werkzeuge zur Zerspanung von Alumimum-Silicium-Legierungen eingesetzt und der Werkzeugverschleiß sowie die Oberflachengüte der Werkstucke beurteilt Die Ergebnisse der Zerspanversuche zeigten, dass die Werkzeuge mit einem Substrat der Hartmetallsorte mit 6% Kobalt signifikant höhere Standzeiten bei der Zerspanung beider Legierungen gegenüber den Werkzeugen mit Substraten der Hartmetallsorte mit 10% Kobalt aufwiesen. Da die Schichteigenspannungen auf den Substraten der Sorte EMT100 (6% Kobalt) Druckeigenspannungen aufwiesen und im Gegensatz dazu für die auf den Substraten EMT210 (10% Kobalt) aufgebrachten Schichten Zugeigenspannungen ermittelt wurden, ist von einer Korrelation zwischen den Eigenspannungszuständen und dem Einsatzverhalten der beschichteten Werkzeuge auszugehen Es wurde ebenfalls festgestellt, dass eine signifikante Steigerung der Oberflachengüte bei adhasiven Legierungen durch die Steigerung der Schnittgeschwindigkeit möglich ist. Dies liegt in einer niedrigeren Tendenz zur Aufbauschneidenbildung sowie einer günstigeren Spanbildung bei höheren Schnittgeschwingigkeiten begründet.

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Untersuchungen zum Oxidationsverschleiß von diamantbasierten Schneidstoffen

2001 , Uhlmann, E. , Brücher, M.

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Bearbeitung einer übereutektischen Aluminium-Silizium-Legierung mit verschiedenen Diamantschneidstoffen

2000 , Uhlmann, E. , Friemel, J. , Brücher, M.

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Innovative Schleifverfahren für die wirtschaftliche Bearbeitung von Hochleistungswerkstoffen

2008 , Uhlmann, E. , Borsoi Klein, T. , Mihotovic, V.

Innovative Kinematikkonzepte erlauben die Senkung der Fertigungskosten aufgrund der stetigen Leistungssteigerung von Maschinensystemen in Kombination mit einer verbesserten Prozessanalyse. So konnten beim Schnellhubschleifen mit hohen Tischgeschwindigkeiten deutlich über v(ind ft)=30m/min hohe Zeitspanungsvolumina bei geringer Eingriffstiefe erreicht werden. Beim Hochleistungsplanschleifen mit Planetenkinematik liegen die optimalen Schnittbedingungen im Bereich erhöhter Schnittgeschwindigkeiten und Schleifkräfte. Mit der neuesten Generation von Maschinensystemen lässt sich teilweise die Bearbeitungszeit um bis zu 80% reduzieren. Außerdem wurden die Prozessführung und das Verschleißverhalten der Schleifscheibe deutlich verbessert. Durch die Simulation der elementaren Vorgänge in der Wirkzone ist es möglich, die Partikelbahnen beim ultraschallunterstützten Quer-Seiten-Schleifen zu beobachten und das Abtrennverhalten zu beurteilen. Die Erkenntnisse lassen sich auf weitere Kinematiken und Schleifoperationen mit Kühlschmierung übertragen. Für das Strömungsschleifen ist die CFD-Simulation ein geeignetes Werkzeug, um Einstellparameter für einen Bearbeitungsprozess zu identifizieren und das Arbeitsergebnis zu verbessern. Die Simulation nichtnewtonscher Fluide erfordert, für das Schleifmedium rheologische Kenngrößen zu integrieren. Durch die Entwicklung eines Prozessmodells lassen sich mithilfe der Simulation Arbeitsergebnisse an komplexen Bauteilgeometrien antizipieren. Ein weiterer Fokus der Untersuchungen ist die technologisch-wirtschaftliche Umsetzung des Potenzials keramischer Hochleistungswerkstoffe für die spanende Fertigung. Dabei wurde Keramik sowohl als Schneidstoff als auch als Substrat-Werkstoff untersucht. Durch den Einsatz eines vollkeramischen Schaftfräsers konnten die Schnittgeschwindigkeiten bei Ni-Basis-Superlegierungen um den Faktor 40 gesteigert werden. Entnommen aus TEMA

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Adhäsiver Verschleiß an CVD-Diamant

2001 , Uhlmann, E. , Friemel, J. , Brücher, M.

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Hochgeschwindigkeitsdrehen von Inconel 718

2000 , Uhlmann, E. , Elbing, F.

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Strömungsschleifen von Hochleistungskeramik

2004 , Uhlmann, E. , Szulczynski, H.

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Drehen von Keramiken mit Diamantwerkzeugen

2000 , Uhlmann, E. , Rabe, H. , Bublath, B. , Brücher, M.

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Planschleifen mit Läppkinematik

1999 , Uhlmann, E. , Ardelt, T. , Stingl, P. , Rußner, C. , Magg, T. , Reiser, A.