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Characterization of Cohesion, Adhesion and Creep-Properties of Dynamically Loaded Coatings through the Impact Tester

  • K.-D. Bouzakis , N. Michailidis , A. Lontos , A. Siganos , S. Hadjiyiannis , G. Giannopoulos , G. Maliaris und G. Erkens EMAIL logo
Veröffentlicht/Copyright: 13. Januar 2022
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Abstract

The coating impact test, in combination with finite elements method (FEM) simulation, is successfully used to characterize the fatigue performance of coatings. Critical values for stress components, responsible for distinctive fatigue failure modes of the coating, are obtained and the fatigue limits of various coatings are illustrated in form of generally applicable Smith and Woehler diagrams, determined through a developed evaluation software. This software takes into account the impact test experimental data, as well as coating and substrate constitutive laws. Herewith coating adhesive and cohesive failure modes are elucidated and a cutting performance prediction of coated tools can be carried out. On the other hand, creep phenomena of plasma sprayed coatings are quantitavely interpreted.

Abstract

Der Schlagversuch und seine Simulation mit der Finiten-Elemente-Methode (FEM) werden erfolgreich zur Prüfung derWechselfestigkeit von Oberflächenschichten eingesetzt. Dabei werden kritische Werte der Spannungskomponenten, welche zu Ermüdungserscheinungen der verschiedenen Schichten führen, bestimmt und mit Hilfe von entwickelten Auswertungsalgorithmen in Form von allgemein verwendbaren Smith- und Wöhler-Diagrammen dargestellt. Bei den entsprechenden Berechnungen werden sowohl die experimentellen Daten des Schlagversuchs, als auch die Spannungs- und Verformungseigenschaften der Schichten und Substrate berücksichtigt. Mit Hilfe der entwickelten experimentellen und analytischen Vorgehensweise können adhäsive und kohäsive Versagensmechanismen der Schichten erklärt und die zu erwartende Zerspanleistung von beschichteten Werkzeugen beurteilt werden. Darüber hinaus lassen sich Kriechvorgänge von gespritzten Plasmaschichten quantitativ interpretieren.


Dr.-Ing. Georg Erkens CemeCon GmbH Adenauerstraße 20 B1 D-52146 Würselen Fax: +49 (0)24 05 4470 299

Dedicated to Professor Dr.-Ing. Dieter Neuschütz on the occasion of his 65th birthday


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Received: 2001-05-03
Published Online: 2022-01-13

© 2001 Carl Hanser Verlag, München

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