Werkzeugkonzepte für aktivgelötete Si3N4-Metall-Verbunde

In der Praxis stellt Verschleiß an Zerspanungs-, Umform- und Schneidwerkzeugen die Hauptausfallursache dieser prozesswichtigen Bauteile dar. Keramische Werkstoffe, wie Siliziumnitrid (Si3N4), zeichnen sich gegenüber metallischen Werkstoffen durch eine außerordentlich hohe Verschleißbeständigkeit aus, die jedoch von einer geringen Duktilität begleitet wird. Um Metalle mit Keramiken eigenschafts- und anwendungsgerecht zu kombinieren, bietet sich der Einsatz als Werkstoffverbund an. Dies ermöglicht die Konstruktion von Werkzeugen, die höchsten Anforderungen gerecht werden können. Die Verfügbarkeit einer angepassten Fügetechnologie stellt hierbei eine Grundvoraussetzung dar. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden ausgewählte, aktivgelötete Si3N4-Metall-Verbundwerkzeuge (Kurzlochbohrer, Schneidstempel und Gesenkmatrize) entwickelt und charakterisiert. Hierbei finden titanhaltige Silber/Kupfer-Lotlegierungen Anwendung. Einsatzversuche mit diesen Werkzeugen zeigen, dass ihre Applikation einen aussichtsreichen Ansatz zum Erzielen höherer Wirtschaftlichkeiten in der Metallbearbeitung darstellt.