Untersuchung der Biegebruchfestigkeit beschichteter Hartmetall-Mikrofräser

Einsatzverhalten und die erreichbare Bearbeitungsqualität von Hartmetall-Mikroschaftfräsern können mit Hilfe von zusätzlichen Hartstoffbeschichtungen deutlich verbessert werden. Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass durch eine TiAIN-Beschichtung die Biegefestigkeit der Mikrowerkzeuge meist nicht beeinflusst wird, sondern evtl. unter ungünstigen Bedingungen sogar verringert werden kann. Für ein vertieftes Verständnis dieser Ergebnisse wurde eine Finite-Elemente-Analyse in Kombination mit einer bruchmechanischen Auswertung durchgeführt. dabei wurde die Hypothese entwickelt, dass das Versagen von oberflächennahen Defekten im Hartmetall unterhalb der Beschichtung ausgeht. Das experimentell beobachtete Verhalten lässt sich damit sehr gut theoretisch erklären. Die zu Grunde gelegten Annahmen über Defektgröße und Defektverteilung wurden durch fraktographische Analysen mittels hochauflösender Rasterelektronenmikroskopie bestätigt. Es lässt sich schlussfolgern, dass die Standzeiterhöhung der Hartmetall-Mikrofräser nach Hartstoffbeschichtung auf eine reduzierte Beanspruchung durch Verringerung von Reibung und Verschleiß und nicht auf eine beschichtungsbedingt erhöhte Werkzeugfestigkeit zurückgeführt werden kann.