Ermittlung der Verschleißursachen beim Spanen von Vermikularguss

Im Rahmen dieser Arbeit wird das Verschleißverhalten verschiedener Schneidstoffe mit unterschiedlichen Werkzeuggeometrien bei der Zerspanung von Gusseisen mit Vermi-kulargraphit untersucht. Die Zerspanversuche werden im Außenlängsdrehen von GJV600 unter Variation der Schnittgeschwindigkeit durchgeführt. Es erfolgt eine Analy-se der während des Bearbeitungsprozesses auftretenden Zerspankraftkomponenten, eine Betrachtung von REM-Aufnahmen der Spanflächen, eine Analyse der Elementver-teilungen auf den Spanflächen mit dem EDX-System sowie eine Untersuchung von Dif-fustonensvorgängen mit der Mikrosonde. Zur Beurteilung der Spanbildung und des Ein-flusses der Bearbeitung auf die Werkstückrandzone werden Spanwurzeln erzeugt. Eine Ermittlung der Temperaturen in der Spanfläche erfolgt beim Orthogonal-Einstechdrehen von GJV550 und einem Vergleichswerkstoff GJL250. Gute Standwege können mit Werkzeugen aus Aluminiumoxidkeramik und aus beschich-tetem Hartmetall erreicht werden. Dabei ist beschichtetes Hartmetall eher für konventio-nelle Schnittgeschwindigkeiten geeignet, während Aluminiumoxidkeramik im Bereich der Hochgeschwindigkeitszerspanung einsetzbar ist. Durch das Verrunden der Schneidkan-te wird die erreichbare Schnittlänge von Werkzeugen aus Al2O3 weiter erhöht. Der Verschleiß wird verursacht durch hohe mechanische bzw. abrasive Belastungen aufgrund der Inhomogenität des Werkstoffgefüges und der Graphitmorphologie unter-stützt durch die Schwächung der Schneidstoffe durch hohe Temperaturen beim Zerspanprozess und tribochemische Reaktionen bzw. Diffusionen, die wegen der feh-lenden Ausbildung einer Sulfidschicht zwischen Werkzeug und Werkstoff ablaufen kön-nen. Außerdem kommt es zu einer mit der Schnittgeschwindigkeit ansteigenden Erhö-hung der Mikrohärte in der plastisch verformten Randzone der Werkstücke. Bei der Be-arbeitung von GJV mit Aluminiumoxidkeramik entstehen weiße Schichten auf den Spänen, die vermutlich eine hohe Härte besitzen und stark abrasiv wirken.