Nedbrytningsmekanismer för CVD-skikt vid metallbearbetning

Forskningsprojekt, 2017 – 2021

Detta projekt handlar om nedbrytning av skikt på belagda skärverktyg under metallbearbetning. Sådana skikt kan göra att prestandan ökar 100x jämfört med obelagda skär. Forskningsfrågan handlar om hur nedbrytningen går till i detalj, på atomnivå. Om man kan förstå det, och bygga modeller som beskriver hur detta sker, kan man designa morgondagens beläggningar på bästa sätt. Skären består av hårdmetall och skikten som är ca 10 mikrometer tjocka består av titankarbid och aluminiumoxid. Skikten består av korn som är små enkristaller, typiskt 1 mikrometer stora. Orienteringen på kornen spelar stor roll för egenskaperna. Om kornen linjeras upp, dvs skiktet har en viss textur, kan prestanda var minst en storleksordning bättre än om kornen ligger slumpmässigt. Anledningen till detta är inte helt känd, men av stort intresse. Målet med detta projekt är att skapa den grundläggande förståelsen så att framtida skikt kan beläggas med önskvärd mikrostruktur. Projektet är ett samarbete mellan universitet (Chalmers) och industri (Sandvik). På så sätt kan industriellt viktiga frågor behandlas vetenskapligt. Det kommer att ske ett nära samarbete mellan olika typer av modellering och experimentella metoder, vilket är nödvändigt för att lösa uppgiften. Behandlingen kommer ske på olika längdskalor, från millimeter ner till atomär nivå. Ett gemensamt forskningssamarbete, såsom det utförs i detta projekt, är nödvändigt för att säkerställa Sveriges ledande position i världen på området hårdmetall och skärande bearbetning och är alltså av stor strategisk betydelse.