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WISSENSBILANZ
IV. OUTPUT & WIRKUNGEN
Hightlights/Innovationen
hin zu höchsten Festigkeitswerten, der mit dem wohlbekannten Probengrößeneffekt
beschrieben werden kann, waren bislang für Hartmetalle nicht bekannt.
Um das enorme Zugfestigkeitspotential von ultrafeinkörnigemWC-Co Hartmetall auf-
zuzeigen, wurden Festigkeitswerte an Proben unterschiedlicher Größe in verschiede-
nen Prüfanordnungen bestimmt. Das dabei belastete Volumen reichte dabei von 100
mm³, wie in großvolumigen Werkzeugen, bis hin zu wenigen µm³, wie in extrem klei-
nen Bauteilen und Werkzeugen. Die aus der Verringerung des geprüften Volumens
resultierende geringe Wahrscheinlichkeit eines bruchauslösenden Defekts führte zu
extrem hohen Zugfestigkeitswerten. Es stellte sich heraus, dass die Zugfestigkeit von
ca. 2000 MPa in makroskopischen Proben auf 6000 MPa im Fall der kleinsten Proben
anstieg. Auf Bruchflächen der verwendeten Mikrobiegebalken wurden keinerlei Ma-
terialinhomogenitäten gefunden, was auf einen Bruchausgang von natürlichen
Spannungskonzentrationen an den Phasengrenzen zwischen WC und Kobaltbinder
hinweist. Die immens hohe inhärente Zugfestigkeit des Materials ist ein enormer
Ansporn, die Herstellungstechnologie weiter zu verbessern, um die im Material vor-
handenen Inhomogenitäten in ihrer Anzahl und Größe weiter zu vermindern und so
sein volles Potential auszuschöpfen.
Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit AT&S Austria Technologie & Systemtech-
nik Aktiengesellschaft, Ceratizit Österreich, HPTec GmbH, dem Erich Schmid Institut
der Österreichischen Akademie der Wissenschaften sowie dem Institut für Struktur-
und Funktionskeramik der Montanuniversität Leoben durchgeführt.
a) Leiterplatte und b) Bohrbild in einer Leiterplatte; c) Leiterplattenbohrer und dessen Abmessungen; d) Schneidkantengeometrie im
Rasterelektronenmikroskop; e) Simulation der Belastung an einem Microbohrer während des Bohrvorganges; f) Simulation der Belastung im
Versuch zur Bestimmung der Zugfestigkeit von ultrafeinkörnigem WC-Co Hartmetall in einem sehr kleinen belasteten Volumen
d)
a)
f)
b)
200
µm
c)
σ
max,tensile
Last
e)