Entwicklung von HPPMS‐Al 2 O 3 ‐Beschichtungen für die Zerspanung von schwer zerspanbaren Werkstoffen: Development of HPPMS‐Al 2 O 3 ‐coatings for the machining of hard‐to‐machine materials

Die Beschichtung von Zerspanwerkzeugen hat in der Vergangenheit entscheidend zu Verbesserungen und Leistungssteigerungen in der Zerspantechnik beitragen können. Aluminiumoxid (Al 2 O 3 ) nimmt hierbei aufgrund einer Vielzahl an Eigenschaften, wie Warmhärte, Oxidations‐, Diffusions‐ und chemischer Beständigkeit eine wichtige Rolle ein. Physical Vapor Deposition (PVD) Al 2 O 3 ‐Beschichtungen, die mittels medium frequency Magnetron Sputtering (mfMS) hergestellt werden, haben ihre Leistungsfähigkeit in der Zerspanung von schwer zerspanbaren Werkstoffen bereits bewiesen. Die High Power Pulsed Magnetron Sputtering (HPPMS)‐Technologie kann zu weiteren Verbesserungen der Schichtmorphologie und ‐eigenschaften aufgrund hoher Ionisation des abgesputterten Materials führen. In diesem Zusammenhang ist die Abscheidung von Al 2 O 3 mittels HPPMS bisher wenig erforscht. Bisher ist noch unklar, welche Phasen abgeschieden werden bzw. wie die Prozessparameter die Phasenbildung beeinflussen. Ziel der Untersuchungen ist es, die Erkenntnisse über die Abscheidung von PVD‐Al 2 O 3 ‐Schichten und deren Einsatzverhalten auf die industrielle Ebene mittels HPPMS zu übertragen, neue Einsatzbereiche des potenzialträchtigen Schichtsystems zu erschließen und somit einen Beitrag zur Weiterentwicklung in der Zerspantechnik von schwer zerspanbaren Werkstoffen zu leisten. Coating of cutting tools has been contributing to improvements and performance increases in the machining technology. Al 2 O 3 plays an important role due to its high hot hardness as well as high oxidation and diffusion resistance and chemical stability. Physical vapor deposition (PVD) aluminium oxide (Al 2 O 3 ) coatings deposited by means of medium frequency magnetron sputtering (mfMS) have already proven their capabilities in the machining of hard‐to‐machine materials. The High Power Pulsed Magnetron Sputtering (HPPMS) technology could offer an improvement of the coating morphology and properties due to high ionization of the sputtered material. In this connection, deposition of the Al 2 O 3 by means of HPPMS is not fundamentally researched so far. It is still unclear which phases could be deposited and how the process parameters affect the phase formation. The aim of the investigations is to transfer the knowledge about the deposition of HPPMS‐Al 2 O 3 coatings and their application to the industrial level, to create new areas for promising coating systems and thus to contribute to the development of machining technolo