Schädigungsuntersuchungen an ultrapräzise geschliffenen keramischen Werkstoffen (PDF)

Diplomarbeit aus dem Jahr 2000 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Maschinenbau, Note: 1,15, Universität Bremen (Labor für Mikrozerspanung), Sprache: Deutsch, Abstract: Abstract

Für die Herstellung von Funktionsflächen keramischer Werkstoffe, ist das Schleifen mit Diamantwerkzeugen eines der wichtigsten Bearbeitungsverfahren. Aus den besonderen Eigenschaften der Hochleistungskeramiken, wie hoher Härte, hohem abrasiven und korrosiven Widerstand sowie der geringen Dichte, leitet sich ihr
beträchtliches Substitutionspotential gegenüber Metallen ab. Durch ihre hohe Härte aber gleichzeitig geringe Zähigkeit reagieren keramische Werkstoffe bei der Bearbeitung spröde und sind empfindlich gegenüber Oberflächenschädigungen in Verbindung mit Zugspannungen.
Im Rahmen dieser Arbeit werden bestehende Ergebnisse zum Schleifen keramischer Werkstoffe und Literaturmodelle zur Schädigung beim Einzelschneideneingriff behandelt. Der zweite Abschnitt dieser Arbeit befasst sich mit Untersuchungen des Materialverhaltens bei Schleif- und Analogieversuchen sowie mit den eingebrachten
Randzonenschädigungen. Diese Versuche werden an drei unter-schiedlichen Aluminiumoxidkeramiken durchgeführt. Dabei werden die Einflüsse verschiedener Prozessparameter und Kühlschmierstoffsysteme auf die Ausbildung der Oberfläche sowie auf die Randzonenschädigung untersucht.
Die Oberflächenausbildung lässt sich eindeutig auf die mechanischen und thermischen Beanspruchungen des Werkstoffs durch den Schleifprozess zurückführen. Dabei zeigt sich, dass durch die Verwendung von Mineralöl als Kühlschmierstoff bessere Oberflächen im Vergleich zum Schleifen mit Emulsion erzielt werden können. Die höheren Schleifkräfte bei der Bearbeitung mit Mineralöl
wirken sich jedoch negativ auf die Randzonenschädigung aus. Eine duktil generierte und schädigungsfreie Oberfläche wird in dieser Arbeit nicht erreicht. Die Randzonen weisen vorwiegend sprödbrüchiges Verhalten auf, wobei die Schleifbearbeitung zu
trans- sowie zu interkristalliner Rissinduzierung im Werkstoff führt.
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