Abscheidung und Charakterisierung sulfidischer und selenidischer Schichten für das schmiermittelfreie Zerspanen und Umformen

Im Rahmen dieser Arbeit wurden mittels der Magnetron-Sputtertechnik Schichten aus MoS2, MoSe2, WS2 und WSe2 auf zum Teil mit Hartstoffschichten (TiN, TiCN, CrN, TiBN) vorbeschichteten Substraten abgeschieden und optimiert. Vorrangiges Ziel war dabei die Optimierung der tribologischen Eigenschaften und der Haftfestigkeit, da diese die Lebensdauer der Schichten im Einsatz auf Werkzeugen im starken Maße beeinflussen. Hierbei wurden als Referenz für die Qualität der Schichten die bislang am häufigsten untersuchten MoS2-Schichten zu Grunde gelegt. Weiterhin wurden Modifikationen in der Abscheidung der sulfidischen und selenidischen Schichten vorgenommen, um die Schicht- und Reibeigenschaften zu verbessern. Zu diesem Zweck wurden Mischschichten und Multilayerschichten aus den vier genannten Materialien und co-gesputtertem Titan hergestellt. Die optimierten Schichtsysteme wurden auf Werkzeugen abgeschieden und unter praxisnahen Bedingungen für verschiedene Bearbeitungsoperationen getestet. Die Ergebnisse dieser Tests erlaubten eine Bewertung der Schichtsysteme im Hinblick auf ihre Eignung als Trockenschmierstoffschicht in den Bereichen Zerspanung und Umformung.