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Jan Nebel, 2012

Titel Detonationsspritzen von Diamant-Bronze-Verbundschichten für die Gesteinsbearbeitung
Autor/Autorin Nebel, Jan
Verleger Essen : Vulkan-Verl.
Erscheinungsjahr 2012
Gesamttitel Werkstofftechnologische Schriftenreihe ; Bd. 6
Hochschulschrift Zugl.: Dortmund, Techn. Univ., Diss., 2012
ISBN 978-3-8027-8814-7
Sprache Deutsch (ger)
Schlagwörter  
Bezugsquelle 31,50 € beim Vulkan-Verlag

Kurzfassung

Diamantwerkzeuge werden zunehmend für die Gesteinsbearbeitung eingesetzt und weisen insbesondere in den Bereichen der Sägeanwendungen (Trennschleifprozesse) und der Oberflächenbearbeitung ein steigendes Marktpotential auf. Verbunden mit dem kontinuierlichen Marktwachstum wächst auch die Nachfrage nach alternativen Herstellungsverfahren, welche die flexible und individuelle Anpassung von Werkzeugen an neue industrielle Schleifaufgaben ermöglichen.

Das Detonationsspritzen (DGS) bietet hierzu ideale Voraussetzungen. So besitzt das Verfahren eine nahezu vollständige Freiheit in Bezug auf die Werkzeuggeometrie, den Substratwerkstoff und die gewünschte Bindematrix. Auch die atmosphärischen Prozessbedingungen und die geringe prozesstechnische Komplexität des DGS-Verfahrens stellen wirtschaftliche Vorteile dar. So werden für den Prozess beispielsweise keine Presswerkzeuge oder nachgeschaltete Fügeprozesse benötigt. Schleifwerkzeuge lassen sich bereits in einem Arbeitsschritt erzeugen.

Buchumschlag der Dissertation © LWT

Am Beispiel von Diamant-Bronze-Verbundschichten konnte im Rahmen dieser Arbeit zusätzlich nachgewiesen werden, dass der Mechanismus der kinetischen Diamantimplantation eine hervorragende mechanische Anbindung der Diamanten gewährleistet. So werden die Diamanten im Spritzprozess auf eine Geschwindigkeit von bis zu 837 m/s beschleunigt und dringen wie ein Projektil beim Aufprall in die simultan abgeschiedene Bronzeschicht ein. Dort verankern sie sich formschlüssig.

Mechanische und dynamische Belastungstests weisen darauf hin, dass die Diamanten dabei weder mechanisch noch thermisch vorgeschädigt werden. Auch rasterelektronenmikroskopische, röntgendiffraktometrische und Raman-spektroskopische Analysen bestätigen dieses Ergebnis.

Optimierte DGS-Spritzparameter und eine geregelte Temperaturführung im Beschichtungsprozess gewährleisten weiterhin eine geringe Matrixoxidation, eine minimale Porosität sowie eine hohe Schichtduktilität, welche im Hinblick auf die Retentionseigenschaften der Matrix ideale Bindungs- und Verschleißeigenschaften versprechen. Die DGS-gespritzten Diamant-Bronze-Verbundschichten überzeugen schließlich auch in Modellschleifversuchen mit guten Schleifeigenschaften und weisen verglichen mit konventionell gesinterten Schleifwerkzeugen identische Abtrags- und Verschleißraten auf.

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