Experimentelle Untersuchungen zum Einfluss der Herstellungsparameter auf Eigenspannung und Verschleißverhalten von Diamant-Metall-Verbundwerkstoffen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Horst-Artur Crostack; Professor Dr.-Ing. Wolfgang Tillmann
• Fachliche Zuordnung: Glas und Keramik und darauf basierende Verbundwerkstoffe
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5434587

Ungünstige Eigenspannungen in Diamant-Metall-Verbundwerkstoffen führen zu einer Vorschädigung des Werkstoffes, die das Verschleißverhalten nachteilig beeinflusst. Anhand einer Prozessparameteruntersuchung sollen in diesem Projekt die grundlegenden Abhängigkeiten zwischen den Herstellungsbedingungen und den in dem Verbundwerkstoff entstehenden Eigenspannungen (ESP) geklärt werden. Die Entwicklung eines Parameter-Eigenspannungsmodells soll dann eine Spannungsreduzierurig und die Optimierung der Herstellungsverfahren von Diamant-Metall-Verbundwerkstoffen ermöglichen. Die ESP in der Matrix und den Diamanten werden in Abhängigkeit von der Korngröße der Verbundpartner röntgenographisch mit der sin2q-Methode und dem Einkornmessverfahren phasenspezifisch untersucht. In Ergänzung dazu soll die durch inhomogene Schrumpfung starke Ortsabhängigkeit der ESP durch Verwendung von Synchrotronstrahlung am HASYLAB erfasst werden. Die Synchrotronstrahlung ermöglicht eine flächenhafte Messung mit deutlich höherer lateraler Auflösung, insbesondere an den Grenzflächen zwischen Diamant und Matrix. Zusätzlich zu den Untersuchungen bei Raumtemperatur sollen Analysen bei erhöhter Temperatur durchgeführt werden, um erste Informationen über die Veränderung der Eigenspannungen unter Betriebsbedingungen zu gewinnen. Diamant-Metall-Verbundwerkstoffe mit unterschiedlichen Eigenspannungszuständen werden unter simuliertern Einsatzbedingungen angewendet und das Verschleißverhalten eingehend untersucht. Anhand der gewonnenen Erkenntnisse sollen die Korrelationen zwischen dem Verschleißverhalten und den Eigenspannungen bestimmt werden, die das Basiswissen für eine erfolgreiche Optimierung von DiamantMetall-Verbundwerkstoffen zur Erhöhung der Einsatzzeiten liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen