Untersuchungen zum elektrochemischen Bearbeiten von Hartmetallen

Im Hinblick auf den vernachlässigbaren Werkzeugverschleiß könnte die elektrochemische Bearbeitung (engl. Electrochemical Machining-ECM) auch eine Alternative zur Bearbeitung von Cermets beziehungsweise Hartmetallen (z.B. WC-Co) darstellen. WC-Co ist ein Verbundwerkstoff bestehend aus einer keramischen Hartphase und dem metallischen Binder. Aufgrund des unterschiedlichen elektrochemischen Verhaltens von WC und Co ist die elektrochemische Bearbeitung noch immer eine Herausforderung. Es wurden Untersuchungen zur anodischen Auflösung von WC-Co sowie den jeweiligen Einzelphasen unter ECM-nahen Bedingungen durchgeführt. Dabei wurden Veränderungen der Oberflächenstruktur der Filmbildung sowie Nebenreaktionen beobachtet. Das betraf die unterschiedliche Auflösungskinetik der einzelnen Phasen in i ndustriell üblichen Elektrolyten (NaNO 3, NaCl) und eine unerwünschte Verarmung von Kobalt an der Oberfläche. Als mögliche Alternative wurden alkalische Elektrolytsysteme untersucht. Verdeutlicht wurde, welche Schwierigkeiten bei der elektrochemischen Auflösung von Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen unter hohen anodischen Stromdichten bestehen. Aufgezeigt wird, dass sowohl Hartstoff- als auch Binderphase in verschiedenen konventionellen Elektrolyten aufgelöst werden können. Aufgrund der konträren Bedingungen, unter denen sich beide Phasen auflösen lassen, ist die Bearbeitung des Verbundwerkstoffs in einem einfachen Elektrolyten jedoch kaum möglich. Es hat sich daher als erfolgversprechend erwiesen Elektrolytgemische zu verwenden. Durch den Einsatz von Komplexbildnern und modulierten Strom-S pannungsregimen soll Einfluss auf die Kinetik der Einzelphasenauflösung genommen und somit ein gleichmäßiger Abtrag gewährleistet werden. Die Abbildgenauigkeit und Oberflächenqualität sollen dadurch erhöht werden.