Verschleißkompensierende Einstellung von nanokristallinen Randschichtzuständen mittels ortsaufgelöster Temperatur- und Verschleißmessung

Einstellen nanokristalliner Randschichten durch in-prozess Regelung der Prozessparameter

Zerspanungsbedingte Randschichtzustände haben einen großen Einfluss auf technisch nutzbare Bauteileigenschaften. Durch geeignete Prozessführung lassen sich die bei der Zerspanung induzierten nanokristallinen Randschichten gezielt einstellen. Der Mangel an verlässlichen Kontrollmethoden von derart optimierten Fertigungsstrategien behindert allerdings bisher die effektive, industrielle Nutzung dieses Potenzials.
In diesem Projekt erfolgt die Erforschung einer in-prozess fähigen Regelung des Außenlängsdrehens, welche prozesssicher und verschleißunabhängig gezielt nanokristalline Randschichten an vergütetem 42CrMo4 einzustellen gestattet. Mittels einer direkt auf die Oberfläche von Wendeschneidplatten abgeschiedenen und strukturierten neuartigen Dünnschichtsensorik soll sowohl die Prozesstemperatur, als auch der Verschleißfortschritt auf der Span- und der Freifläche gemessen werden, sodass mit Hilfe eines Prozessmodells (Softsensor) die Schnittgeschwindigkeit und der Vorschub geregelt werden können. Indem der Softsensor die Korrelationen der Prozessstellgrößen und des auf die Bauteilrandschicht wirkenden thermo-mechanischen Lastkollektivs mit der entstehenden nanokristallinen Randschicht und deren Dicke bereitstellt, lassen sich so der Randschichtzustand und damit auch das Reibungs- und Verschleißverhalten sowie die Lebensdauer bei schwingender Belastung von Wellengeometrien gezielt einstellen.

Antragsteller:

Projektbearbeiter:

Prof. Dr. Günter Bräuer

Institut für Oberflächentechnik

Technische Universität Braunschweig

Tel.: +49 531 2155-500

E-Mail: guenter.braeuer@ist.fraunhofer.de
Marcel Plogmeyer

Institut für Oberflächentechnik

Technische Universität Braunschweig

Tel.: +49 531 2155-661

E-Mail: marcel.plogmeyer@ist.fraunhofer.de
Prof. Dr.-Ing. Volker Schulze

wbk Institut für Produktionstechnik

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Tel.: +49 721 608-42440

E-Mail: volker.schulze@kit.edu
Germán González

wbk Institut für Produktionstechnik

Kalrsruher Institut für Technologie (KIT)

Tel.: +49 1523 9502577

E-Mail: german.gonzales@kit.edu