Oxidation behavior of Ti-Al-Si-N and Ti-Al-B-N coatings
Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und Habilitationsschriften › Diplomarbeit
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Abstract
Werkzeuge, die mittels Lichtbogenverdampfung mit Ti1-xAlxN beschichtet werden, finden in der Zerspanungsindustrie breite Anwendung. Das Ziel der Industrie, höhere Schnittgeschwindigkeiten und Vorschubgeschwindigkeiten bei gleichzeitiger Einsparung an Schmier- und Kühlmitteln zu verwirklichen, führt zu immer höheren Werkzeugtemperaturen, bei denen für bestehende Werkstoffkonzepte kürzere Standzeiten und Versagen durch Oxidation erwartet werden müssen. Quaternäre Schichtsysteme auf Ti1-xAlxN Basis zeigen häufig verbesserte Oxidationseigenschaften als die entsprechenden ternären Systeme. Ziel dieser Arbeit war es, den Einfluss geringer Legierungsgehalte an Si und B auf das Oxidationsverhalten einer Ti33Al67N Schicht zu untersuchen. Dazu wurden B und Si legierte Schichten mittels Lichtbogenverdampfung hergestellt. Weiters wurde die Bias-Spannung variiert, um eventuelle Einflüsse auf das Oxidationsverhalten zu untersuchen. Die Schichten wurden bei verschiedenen Temperaturen und Haltezeiten oxidiert, um den Verlauf der Oxidation zu ergründen. Die kristallografische Struktur der Schichten wurde mittels XRD und Raman Spektroskopie untersucht. Die Oxidschichtdicke wurde anhand von REM Untersuchungen an Querbruchflächen bestimmt, um einen quantitativen Vergleich der Oxidationsbeständigkeit der verschiedenen Zusammensetzungen und angewandten Bias-Spannung zu ermöglichen. Weiters wurden im Transmissionselektronenmikroskop der Aufbau und die Zusammensetzung der Oxidschichten untersucht. Die Untersuchungen ergaben, dass sowohl Si als auch B das Oxidationsverhalten der Ti1-xAlxN Schichten deutlich verbessern, während eine Erhöhung der Bias-Spannung zu einer Verschlechterung des Oxidationswiderstandes führt.
Details
Titel in Übersetzung | Oxidationsverhalten von Ti-Al-Si-N und Ti-Al-B-N Schichten |
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Originalsprache | Englisch |
Qualifikation | Dipl.-Ing. |
Betreuer/-in / Berater/-in |
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Datum der Bewilligung | 27 Juni 2008 |
Status | Veröffentlicht - 2008 |