Neuer Prozess steigert die Haftung von Diamant auf Hartmetall

Die Standzeit von Zerspanungswerkzeugen kann durch einen am Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM entwickelten, neuen Prozess gesteigert werden. Industrielle Schneidwerkzeuge aus Hartmetall sind durch Wolframkarbid gehärtet. Cobalt sorgt für die notwendige Zähigkeit, indem es die Wolframkarbid-Körner im Werkstoffgefüge zusammenhält. Der Verschleißwiderstand wird durch eine Diamantbeschichtung erzielt. Es gibt jedoch eine störende Wechselwirkung zwischen dem Cobalt und der Diamantbeschichtung, weshalb die Cobaltphase an der Oberfläche des Werkzeugs durch ein nasschemisches Verfahren entfernt wird. Dies wiederum macht das Hartmetall porös und reduziert die Zähigkeit, so dass durch ungleichmäßige Kräften beim Schneiden die Diamantschicht ihren Halt auf der Oberfläche verliert.

Der neue Prozess verbessert die Haftung der Diamantschicht auf der Hartmetall-Oberfläche. Eine Anreicherung mit Kohlenstoff verdrängt das unerwünschte Cobalt gerade in der Randzone weitgehend, aber nicht vollständig. Daher wird nun eine zusätzliche, siliziumbasierte Zwischenschicht aufgebracht, die das Cobalt von der Diamantschicht trennt. Alle Prozessschritte können mittels Mikrowellenplasma in der Prozesskette realisiert werden. Selbst eine Aufarbeitung des Werkzeugs am Ende seiner verlängerten Standzeit ist möglich.