Beurteilung des Haftvermögens von PVD‐Hartstoffschichten mittels tribologischer Kurzzeit‐Tests

Mit zunehmender Bedeutung der Hartstoffbeschichtungen wachst das Interesse an Beurteilungsmoglichkeitenihres Haftvermogens durch wenig aufwendige, rasch durchfuhrbare und reproduzierbare Testmethoden. Zwar gibt es inzwischen verschiedene Standard-Prufverfahren, doch erweist sich die Ubertragbarkeit der Ergebnisse auf den spateren Anwendungsfall oftmals als unzureichend, so das Aussagen uber das funktionelle Verhalten fur den spateren praktischen Einsatz kaum moglich sind. Zur Beurteilung des Haftvermogens von PVD-Hartstoffschichten wurden verschiedene Hartstoffschichten mit Hilfe tribologischer Kurzzeit-Tests untersucht. Die tribologischen Kurzzeit-Tests wurden unter Gleitreibungsbedingungen durchgefuhrt und die Versuchsparameter so gewahlt, das schnell qualitative Aussagen uber das Haftvermogen der Hartstoffschichten moglich waren. Zur Uberprufung der mittels tribologischer Kurzzeit-Tests gewonnenen Erkenntnisse wurden Modellverschleisuntersuchungen an Originalwerkzeugen und reale Zerspanversuche durchgefuhrt. Die Ergebnisse der tribologischen Kurzzeit-Testszeigen eine sehr gute qualitative Ubereinstimmung mit den Zerspanuntersuchungen. So schneiden die untersuchten TiN und (Ti, Al)N-Schichten, die bei den tribologischen Kurzzeit-Tests ein schlechtes oder masiges Haftvermogen zeigten, auch bei den Zerspanuntersuchungen schlecht ab. Entsprechendes gilt fur Schichten mit guter Haftung, die bei tribologischen Tests und Zerspanuntersuchungen ubereinstimmend deutlich besser abschnitten. Demnach erscheint die tribologische Kurzzeit-Prufung eine interessante Moglichkeit zu sein, das Haftungsvermogen von PVD-Schichten auf schnellem und kostengunstigem Wege qualitativ zu beurteilen. Assessment of the Adhesion of PVD-Coatings by Means of Tribological Short-Time Tests As a result of an increasing use of wear resistant coatings in tribological applications, the evaluation of adhesion by means of a simple, fast and reproductial test method becomes more and more important. Although various standard adhesion tests already exist, the transferability of these results to real applications is often insufficient. To assess the adhesion of different PVD-coatings tribological short-time tests were carried out under sliding friction conditions. The testing parameters were chosen in such a way, that on the one hand information concerning adhesion of the coating were shortly obtainable, but on the other hand the coatings were not worn out to early. Finally the results of the tribological short-time tests were compared with that of real cutting tests. The results of the tribological short-time tests show a very good qualitative correlation with cutting tests. TiN- and (Ti, Al)N-coatings which demonstrate inadequate adhesion in short-time tests, fail during cuttings tests very shortly. This is also value for coatings with a good adhesion, which do well in tribological short-time tests as well as in real cutting tests. Therefore the tribological short-time tests may be an interesting method for evaluating adhesion of PVD-coatings in a fast and cheap way.