Eigenspannungsanalyse spanend bearbeiteter umwandlungsverstärkter Keramiken

Dispersionskeramiken aus Al 2 O 3 ‐Matrix und ZrO 2 ‐Partikeln werden beispielsweise als Schneidplatten für die Schlicht‐ und Schruppenbearbeitung beim Drehen von Stahl und Grauguß eingesetzt. Eine Schleifbearbeitung der Werkstoffe nach dem Sinterprozeß ist notwendig, um die geforderten Werkzeuggeometrien und Oberflächengüten zu erzielen. Dabei werden die Randzoneneigenschaften (Eigenspannungen) beeinflußt und es werden aufgrund der spannungsinduzierten Phasenumwandlung der ZrO 2 ‐Partikel Druckeigenspannungen in die Randzone eingebracht. Diese Eigenspannungen werden mittels Röntgenbeugungsverfahren analysiert. Um aus den gemessenen Gitterdehnungen die makroskopischen Spannungen zu erhalten, müssen die REK bekannt sein. Diese wurden in einer ersten Näherung aus den Kenngrößen ermittelt. An geschliffenen Dispersionskeramiken (A1 2 0 3 + 5% ZrO 2 , A1 2 0 3 + 10% ZrO 2 ) sind Eigenspannungsmessungen vorgenommen worden. Durch eine gezielte Schleifbearbeitung können Druckeigenspannungen in Abhängigkeit des ZrO 2 ‐ Phasenanteils in der Randzone erzeugt werden. Es werden verschiedene Rechenmodelle vorgestellt, um die elastischen Konstanten fur mehrphasige Werkstoffe berechnen zu können. Es zeigt sich fur die gewählten Keramiksorten nur ein geringer Einfluß der ZrO 2 ‐Phase auf die REK des Matrixwerkstoffes.