Zerspanungstheorie beim Schleifen von zweiphasigen Werkstoffen mit sprödhartem Materialverhalten am Beispiel von WC-Co-Hartmetallen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Bergs, seit 7/2019
• Fachliche Zuordnung: Spanende und abtragende Fertigungstechnik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 249151161

Die Phasenanteile und die WC-Korngrößenverteilung von WC-Co Hartmetallen beeinflussen maßgeblich deren Werkstoffkennwerte wie zum Beispiel die Härte H, den E-Modul E und die kritische Risszähigkeit KIc. Darüber hinaus wurde im ersten Förderzeitraum nachgewiesen, dass die Hartmetallspezifikation maßgeblich das Zerspanverhalten und somit ebenso die Werkstückqualität der Hartmetalle beeinflusst. Neben einer hohen Bauteilqualität muss die schleiftechnische Bearbeitung von Hartmetallen ebenso wirtschaftlichen Ansprüchen gerecht werden. Ein Kostentreiber ist der Schleifwerkzeugverschleiß. Es ist anzunehmen, dass die Hartmetallspezifikation neben dem Zerspanverhalten ebenso den Schleifwerkzeugverschleiß maßgeblich beeinflusst. Derzeit ist unbekannt wie sich die Phasenanteile und die WC-Korngrößenverteilung auf den Schleifwerkzeugverschleiß auswirken. Das Ziel des Fortsetzungsantrags sind daher ein Beschreibungs- und ein Erklärungsmodell für den Werkzeugverschleiß in Abhängigkeit von der WC-Co Hartmetallspezifikation bei der Schleifbearbeitung. Zur Erforschung der Verschleißmechanismen werden zunächst Einkornritzuntersuchungen durchgeführt. Durch eine Analyse der Ritzspuren kann auf den quantitativen Verschleiß der Ritzkörner geschlossen werden. Die qualitative Analyse der Ritzkörner mittels Rasterelektronen- und Transmissionselektronenmikroskopie ermöglicht zusätzlich die Identifikation der wirkenden Verschleißmechanismen. Anschließend werden Schleifversuche durchgeführt, um den Schleifscheibenverschleiß zu untersuchen und die Übertragbarkeit der Erkenntnisse aus den Einkornritzversuchen zu überprüfen. Abschließend wird ein qualitatives Beschreibungs- und Erklärungsmodell für den Werkzeugverschleiß bei der Schleifbearbeitung von WC-Co Hartmetallen entwickelt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Fritz Klocke, bis 6/2019