Zum Einfluß der Schneidgeschwindigkeit auf Elementarvorgänge beim Schleifen optischer Gläser

Abstract

An Oberflächen optischer Gläser mit sehr unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften wurden unter trockenen Umgebungsbedingungen bei Raumtemperatur Einzelritzspuren mit Hüfe von Einzeldiamantwerkzeugen im sehr weiten Geschwindigkeitsbereich von 1 μm/s bis 100 m/s erzeugt. Mit speziell entwickelten Apparaturen ist es möglich, Einzelritzspuren definiert und bei genau vorgebbarer Geschwindigkeit herzustellen und die Vorgänge im Kontaktbereich Diamant/Glasoberfläche direkt mikroskopisch zu betrachten. Dadurch konnten zusammen mit umfangreichen rasterelektronenmikroskopischen Untersuchungen der Einzelritzspuren die Deformations-, Fließ- und Bruchvorgänge beim Ritzen näher analysiert werden. Die erzielten Ergebnisse, insbesondere ein geschwindigkeitsabhängiger Wechsel im plastischen Verhalten von isothermem zu adiabatischem Fließen und das damit verbundene Sprödbruchverhalten der Gläser in der Kontaktzone sowie die entwickelten Modellvorstellungen werden dargelegt. On the influence of cutting speed on the fundamental processes in grinding optical glasses Individual scratches were produced by single diamond tools over a wide range of velocities, from 1 μm/s to 100 m/s, on the surfaces of several optical glasses with very different physical properties, in dry surroundings at room temperature. By means of specially developed apparatus it is possible to make scratches at defined and predetermined velocities and to observe directly by microscope the processes in the diamond/glass contact area. Thereby, together with numerous scanning electron microscope investigations of individual scratches, can the deformation, flow, and fracture processes during crack formation be analyzed in more detah. The results obtained, especially a velocity dependent transition in the plastic behaviour from isothermal to adiabatic flow and the related brittle fracture behaviour of the glass in the contact zone, as well as model concepts are discussed. Influence de la vitesse de coupe sur les processus élémentaires lors du doucissage des verres d'optique Différentes rayures ont été engendrées dans un environnement sec à la température ambiante, au moyen d'outils diamantés à un seul diamant, dans le domaine de vitesse très étendu de 1 μm/s jusqu'à 100 m/s, sur des surfaces de verres d'optique ayant des propriétes physiques très différentes. II est possible, au moyen d'appareils conçus spécialement, d'engendrer différentes rayures bien définies et à une vitesse précise spécifiée à l'avance, et d'observer directement au microscope les processus dans le domaine de contact diamant/surface de verre. Ainsi a-t-on pu analyser plus en détail, conjointement avec des études approfondies de ces rayures au microscope électronique à balayage, les processus de déformation, de fluage et de fracture ayant lieu lors de la rayure. On présente les résultats obtenus, en particulier une transformation dans le comportement plastique, en fonction de la vitesse, du fluage isotherme en fluage adiabatique, et done du comportement à la rupture fragile des verres dans la zone de contact. Les modèles mis au point sont également présentés.