Arc evaporated CrTa(B)N hard coatings for cutting tools

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

Diese Arbeit stellt einen Schritt zur Feststellung der Eignung von lichtbogenverdampften CrTaN- und CrTaBN-Hartstoffschichten für Schneidwerkzeuge dar. Über CrTaN-Schichten ist bisher nur wenig Literatur veröffentlicht worden, und nach Kenntnis des Autors gibt es noch keine Literatur zu CrTaBN-Schichten. Für diese Studie wurden jeweils fünf CrTaN- und fünf CrTaBN-Schichten auf Hartmetallsubstraten abgeschieden und untersucht. Die Abscheideparameter Bias-Spannung, Lichtbogenstrom und Stickstoffdruck wurden gezielt variiert. Zuerst wurde der Einfluss der Abscheideparameter auf die chemische Zusammensetzung, Mikrostruktur, Härte und den E-Modul der Schichten mittels Glimmentladungsspektroskopie, Röntgendiffraktometrie und Nanoindentation untersucht. Die Schichten bestehen hauptsächlich aus einem kubisch flächenzentrierten Cr1-xTaxN Mischkristall. Für die CrTaBN-Schichten wurde eine signifikant höhere Härte im Vergleich zu jener der CrTaN-Schichten gefunden. Die Härtewerte beider untersuchten Schichtsysteme sind höher als bei vergleichbaren CrN-Schichten. Zur Untersuchung des Einflusses von erhöhten Temperaturen auf Mikrostruktur, Härte und E Modul wurden drei CrTaN-Schichten bei 700, 800, 900 und 1000 °C geglüht. Dabei wurde festgestellt, dass bis zu einer Glühtemperatur von 900 °C hauptsächlich Kornwachstum und Erholungsprozesse auftreten. Nach der Glühung bei 1000 °C wurde eine Zersetzung des Cr1-xTaxN Mischkristalls unter frei werden von N2 zu hexagonalem-Cr2N, hexagonalem-Ta5N6 und (Ta0.8W0.2)C, welches an der Grenzfläche zwischen Schicht und Substrat gebildet wird, festgestellt. Der Grad der Zersetzung hängt von den Abscheideparametern ab.

Details

Titel in ÜbersetzungLichtbogenverdampfte CrTa(B)N-Hartstoffschichten für Schneidwerkzeuge
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2020