Herstellung diamanthaltiger, enkonturnaher Metallmatrix‐Verbundwerkstoffe durch Laserstrahlbeschichten

Die vorliegende Arbeit berichtet über die kontinuierliche, endkonturnahe Herstellung von Metall‐Matrix‐Compositeschichten. Hier zu werden Pulvergemische in einem einstufigen Prozeß durch Laserstrahlbeschichten in einer Kokille auf ein Substrat aufgebracht. Bei dem Verfahren gelingt es, thermisch instabile Harstoffe, wie z. B. Diamanten, zunächst gleichmäßig in einer schmelzflüssigen Matrix zu verteilen und nach anschileßender Erstarrung eine gute Bindung zwischen Metallmatrix und Hartstoff zu erreichen. Eine thermische Schädigung der Diamanten ist weder durch rönt‐genographische noch durch mechanische Tests nachzuweisen. Durch Anpassung von Pulverförderrate, Vorschubgeschwindigkeit und mittlerer Laserleistung lassen sich mehrere Millimeter hohe, technisch verwendbare Schneidbeläge (z. B. Honleistenbeläge) mit einstellbarem Aufmischungsgrad zwischen Metallmatrix und Substrat erzeugen. Der „overspray” des Prozesses liegt deutlich unter 10%. Durch die Ausbildung der Kokille (Kühlwirkung) kann man die Korngröße der Matallmatrix beeinflussen. Bei vergleichbarer Diamantkonzentration weisen laserstrahlbeschichtete Honleisten vergleichbare Schneidleistungen auf wie konventionell gesinterte bei ähnlichen Werkzeugstandzeiten und Rauheiten des geschonten Werkstücks. Die Beschichtungsgeschwindigkeiten lie gen bei Verwendung eines gepulsten l kW Nd:YAG‐Lasers beica. 2 cm 3 /min. Stichversuche haben gezeigt, daß sich die beschriebene Technik auch auf andere Schichtsysteme übertragen läßt.