Entwicklung und Applikationstests von Bor-basierten Schichtsystemen für Werkzeuge in der Trockenbearbeitung

Ein wesentlicher Anteil der industriellen Fertigung entfällt auf Zerspan-, Schneid- und Umformoperationen. Infolge höherer Bearbeitungsgeschwindigkeiten, Zunahme gehärteter und schwer bearbeitbarer Werkstückmaterialien steigen die Anforderungen an Leistungsfähigkeit und Verschleißfestigkeit von Werkzeugen und Beschichtungen insbesondere bei Fertigung ohne Kühlschmierstoffe beständig an. Während zahlreiche Hartstoffe als Werkzeugbeschichtung bereits etabliert sind und in der industriellen Produktion eingesetzt werden, sind Bor-basierte Beschichtungen bisher wirtschaftlich relativ wenig erschlossen. Gegenstand dieser Arbeit ist die Entwicklung von Werkzeugbeschichtungen aus den ternären Systemen Ti-B-N, B-C-N und Schichtsysteme mit kubischem Bornitrid (cBN). Es werden Entwicklungsergebnisse der Depositionsprozesse mittels PVD-Sputterverfahren, der Schichtcharakterisierung und Applikationstests von beschichteten Werkzeugen in der Trockenbearbeitung vorgestellt und bewertet. Speziell bezüglich der Entwicklung von superharten cBN-Beschichtungen für Hartmetall-Schneidplatten konnte durch einen neuartigen Ansatz ein signifikanter Fortschritt erzielt und erstmalig das Potenzial cBN-beschichteter Werkzeuge in Dreh- und Fräsversuchen demonstriert werden.