Forskningsprojekt: Design av PCBN-verktyg och beläggningsmaterial för skärande bearbetning av härdat stål

Projektledare
Mikael Olsson
Deltagare
Susanne Sveen
Projektperiod
-
Projektstatus
Avslutat
Beskrivning
I samband med skärande bearbetning av stål utsätts det skärande verktyget för extremt höga kontakttryck (storleksordningen GPa) och temperaturer (upp till 1000 ºC) vilket ställer mycket höga krav på verktygsmaterialet. Idag vanligt förekommande verktygsmaterial är hårdmetall, keramer samt superhårda material såsom kubisk bornitrid samt diamant. I många fall kan prestandan hos verktyget / verktygsmaterialet ytterligare förbättras genom ytbeläggning mha beläggningsteknikerna CVD eller PVD.

På grund av de extrema betingelser som råder i kontaktzonen spåna/verktygsegg/arbetsmaterial kommer verktyget att uppvisa en förslitning vilket i första hand begränsar verktygets livslängd men även påverkar kvaliteten hos den bearbetade ytan. Denna förslitning beror på de rådande kontaktförhållandena och påverkas av typ av arbetsmaterial, typ av verktygsmaterial/-beläggningsmaterial samt de använda skärparametrarna (skärhastighet, skärdjup, matning, etc.). Förslitningen sker normalt på mikronivå genom ett flertal olika nötningsmekanismer. Exempel på sådana nötningsmekanismer är adhesiv nötning, abrasiv nötning, diffusionsstyrd nötning, kemisk upplösning, mikrourflisning, etc. Kunskapen kring dessa mekanismer och hur de påverkar verktygsmaterialets/beläggningsmaterialets mikrostruktur, fassammansättning, och kemiska sammansättningen under rådande kontaktförhållanden är dock ett delvis outforskat område. Detsamma gäller den inverkan som verktyget har på den bearbetade ytans mikrostruktur, fassammansättning, och kemiska sammansättningen vilka har stor betydelse för den bearbetade komponentens egenskaper och livslängd.

Föreliggande projekt finansierat av KK-stiftelsen har som mål att öka förståelsen för de mekanismer som styr nötningen av obelagda och PVD-belagda verktyg av polykristallin kubisk bornitrid i samband med skärande bearbetning av härdade stål samt vilken inverkan det resulterande verktygsslitaget har på den bearbetade ytans egenskaper.
Nyckelord
PCBN, PVD-skikt, skärande bearbetning, nötning
Forskningsprofil
Stålformning och ytteknik
Ämne
Materialvetenskap
Finansiärer
Element Six AB
KK-stiftelsen
Seco Tools AB
SKF Sverige AB
Uddeholms AB