Grenzflächenreaktionen in Diamantverbundwerkstoffen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Tillmann; Professor Dr. Metin Tolan
• Fachliche Zuordnung: Metallurgische, thermische und thermomechanische Behandlung von Werkstoffen ; Glas und Keramik und darauf basierende Verbundwerkstoffe ; Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 195322915

An Bohrkronen, Trennscheiben und Seilsägen für die Bearbeitung von Natursteinen und Beton verrichten Diamantschneidsegmente als Abrasivelemente die schleifende Bearbeitung. Seit der Markteinführung synthetischer Diamanten in den 1960er Jahren erfahren diese pulvermetallurgisch hergestellten Schleifsegmente eine immer stärkere Verbreitung. Anfänglich fast ausschließlich für die Bearbeitung mineralischer Materialien eingesetzt, werden heute vermehrt auch hochfeste Verbundwerkstoffe z.B. Laminate, CFK- und GFK-Bauteile hiermit bearbeitet. Aufgrund der benötigten Stückzahlen haben sich industriell das Kaltpressen mit anschließendem Vakuumsintern, sowie das wesentlich schnellere und somit kostensparende Heißpressen bewährt. Diese Fertigungsverfahren beeinflussen jedoch auch maßgeblich die Stärke der Grenzflächenreaktion zwischen Diamant und der metallischen Matrix, welche wiederum entscheidend für das Verschleißverhalten im späteren Bearbeitungsprozess ist. Die mechanische Verankerung der Diamanten kann durch eine zusätzliche chemische Wechselwirkung zwischen beiden Materialien (Diamant vs. Metallmatrix) verstärkt werden. Das Vorhandensein, sowie die Art oder die Dicke einer derartigen Reaktionszone soll im Rahmen des beantragten Forschungsprojektes mittels röntgenographischer Untersuchungen an der Dortmunder Elektronenspeicherringanlage DELTA näher analysiert und anhand der Herstellungsparameter miteinander verknüpft werden, um so gezielte Rahmenbedingungen zu erfassen unter denen sich eine Grenzfläche ausbildet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen