Kalottenschliffverfahren

Kalottenschleifgerät mit drei Kugeln.
© Fraunhofer IST, Jan Benz

Kalottenschleifgerät mit drei Kugeln.

Mit dem Kalottenschliffverfahren lässt sich die Verschleißbeständigkeit von Schichten und Oberflächen präzise bestimmen. Eine mit Abrasivflüssigkeit benetzte Stahlkugel, die sich gegen die Probe dreht, schleift eine Kalotte (Kugelkappe) in die zu prüfende Schicht. Aus dem Volumen der Kalotte lässt sich der Verschleißkoeffizient berechnen. Das Verfahren eignet sich zur Prüfung von Schichten mit Schichtdicken ≥ 1 μm. Der Abrasivverschleiß reagiert sehr empfindlich auf Änderungen der Schichtzusammensetzung und Struktur und kann daher als Kenngröße für die Bewertung der Schichtqualität in der Fertigung herangezogen werden. 

 

Weitere Informationen zum Kalottenschleifgerät

Kalottenverschleiß (abrasiv)

Ergebnisse des Kalottenschliffverfahrens.
© Fraunhofer IST

Ergebnisse des Kalottenschliffverfahrens. Verschleißkoeffizienten von Stahl und Hartstoffschichten.

Kalotte Krater Profilometer

Kalottenkrater abgebildet mit dem Profilometer.
© Fraunhofer IST

Kalottenkrater abgebildet mit dem Profilometer.

Kalottenschliff zur Schichtdickenbestimmung

Wird die Kalotte durch die Schichten hindurch bis in das Substrat eingeschliffen, so kann aus den Durchmessern der Ringe die Dicke der Schichten bestimmt werden. Die Schichtdicke t ergibt sich dann aus der Formel: t = (D2-d2)/8R, wobei D, d = äußerer und innere Ringdurchmesser und R der Kugelradius ist. Die Genauigkeit der Schichtdickenmessung beträgt je nach Oberfläche ca. 0,1 µm.