Ti-Al-N beschichtete Werkzeuge: Deutlich geringerer Verschleiß durch Einsatz von Molybdän

Labortests an der TU Wien zur Entwicklung neuer PVD Schichten für Verschleißschutz-Anwendungen belegen: Mo-Legierungen reduzieren den Verschleiß im Zerspanungs-Prozess erheblich.

In vielen verschiedenen spanabhebenden Prozessen ist die Lebensdauer der verwendeten Werkzeuge und deren Beschichtungen durch Verschleißphänomene wie Adhäsion oder Abrasion bestimmt. Eine Steigerung der Härte ist meist ein effektiver Ansatz um abrasiven Verschleiß zu minimieren, wobei dieser Lösungsansatz nur für sehr definierte Anwendungen funktioniert und keinen Effekt auf adhäsionsbedingte Mechanismen bewirkt.

Um hier eine gesteigerte Effizienz gewährleisten zu können, führte Plansee, gemeinsam mit der Firma Oerlikon Surface Solutions AG und der Technischen Universität Wien, Institute of Materials Science and Technology, Forschungen im Rahmen eines Christian-Doppler Labors durch.

Untersucht wurde der Einfluss von Molybdän auf das Verschleißverhalten lichtbogen-verdampfter Ti-Al-N Schichten. Dabei zeigte sich eindeutig: durch die in-situ Bildung von festen, selbstschmierenden Phasen wie MoO3, konnte der adhäsive und abrasive Verschleiß deutlich reduziert werden. Der Einsatz von pulvermetallurgisch hergestellten Targtes, produziert von Plansee Composite Materials GmbH, ermöglicht die Abscheidung von einphasigen, kubisch-flächenzentrierten Schichten bis zu einem Mo-Gehalt von bis zu 12 at.%. Dieser hohe Legierungsgehalt stellte sich auch als sehr positiv heraus bei Verschleißtests bis zu 700 °C.

Details zu den Forschungsergebnissen veröffentlichten die Autoren Stefan A. Glatz, Vincent Moraes, Christian M. Koller und Helmut Riedl unter dem Titel „Effect of Mo on the thermal stability, oxidation resistance, and tribo-mechanical properties of arc evaporated Ti-Al-N coatings” im Journal of Vacuum Science and Technology der American Vacuum Society.

Den Download der vollständigen Publikation finden Sie HIER.

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