HIPERCUT - Schutzschichten im Härtetest

Wo gehobelt wird, fallen Späne. Das gilt nicht nur für die Holz-, sondern auch für die Metallbearbeitung. Und so wie ein Hobel stumpf wird, nutzen sich auch Zerspanungswerkzeuge ab. Doch schon eine dünne Beschichtung kann Spezialwerkzeuge hitzebeständiger und langlebiger machen.

Die im Projekt HIPERCUT gesuchte Beschichtung für Zerspanungswerkzeuge muss nicht nur hohen Temperaturen standhalten. Sie soll sich auch zuverlässig, lückenlos und genau auftragen lassen. Von den wertvollen Komponenten in Pulverform soll dabei aber nichts verloren gehen.

Das Projekt forschte daher gleichzeitig an der Beschichtung (Aufbau und Zusammensetzung), der Abscheidung (also dem Prozess des Überziehens) und der Rückgewinnung der dabei eingesetzten Wertstoffe. Die Forschungspartner drehen dabei nicht nur an einer sprichwörtlichen Schraube, sondern alle optimieren alle Verfahrensschritte gleichzeitig. Material und Prozess werden genau durchleuchtet, neue Beschichtungen mit geschmiedetem Material verglichen, vielfach getestet und auf Praxisnähe geprüft.

Herkömmliche Beschichtungen hitzebeständiger machen

Im ersten Schritt sollen konventionelle Titan-Aluminium-Nitrid-(TiAlN-)Beschichtungen durch neue Legierungen hitzebeständiger bis mindestens 1000° Celsius werden. So können die Zerspanungswerkzeuge der Hitzebeanspruchung durch Reibung länger standhalten oder Werkstücke schneller bearbeitet werden.

Die Projektergebnisse legen nahe, dass die Legierung von TiAlN mit Zirkonium lebensverlängernd auf die Zerspanungswerkzeuge wirkt. Diese experimentellen Anhaltspunkte sollen für eine industrielle Anwendung verdichtet und getestet werden.

Ebenfalls Teil des Projekts sind neue Beschichtungs- Pulvermischungen und die Verbesserung der Abscheidung auf den Werkzeugen – also die Beschichtung selbst. Sie erfolgt durch Zerstäubung von Legierungen und Metallpulvermischungen mittels Magnetron-Kathode. Deswegen werden für die neuen legierten TiAlN-Schichten auch Kathoden am Computer optimiert, indem der Reaktionsprozess genau simuliert wird.

Konsortialführer

JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH

Weitere Konsortialpartner

• Boehlerit GmbH & Co KG
• Montanuniversität Leoben
• RHP-Technology GmbH

Projektkoordinator

Mag. Dr. Reinhard Kaindl
E-Mail: reinhard.kaindl@joanneum.at