Fraunhofer-Gesellschaft

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Neue Schichtsysteme für die Umfortechnik

Werkzeugbeschichtungen für die tempertierte Umformung
 
: Weber, M.

Blau, W. ; Europäische Forschungsgesellschaft Dünne Schichten e.V. -EFDS-; Deutsches Kunststoff-Institut, Darmstadt; Dresdner Transferstelle für Vakuumtechnik, Dresden:
Workshop Beschichtete Werkzeuge - höhere Wirtschaftlichkeit in der Ur- und Umformtechnik 2005 : 25. November 2005 in Dresden ; Tagungsband
Dresden: EFDS, 2005
Workshop Beschichtete Werkzeuge - Höhere Wirtschaftlichkeit in der Ur- und Umformtechnik <2005, Dresden>
German
Conference Paper
Fraunhofer IST ()
Formgebungswerkzeug; Warmumformung; Abrasivverschleiß; Adhäsivverschleiß; thermische Ermüdung; Hartstoffüberzug; Ionitrieren

Abstract
Bei der temperierten Umformung treten neben Abrasion und Adhäsion noch weitere Verschleißmechanismen hinzu wie Ermüdung durch thermische Wechselbelastung, die sich durch Abplatzungen und Risse äußert. Die Adhäsion nimmt zu, die Abrasion (durch Oxidbildung) kann zu- oder abnehmen. Durch Gefügeänderungen und Diffusionsvorgänge kann der Verschleißwiderstand herabgesetzt werden. Beschichtungen können alle genannten Verschleißmechanismen begrenzen. Eine der Beschichtung vorangehende Plasmanitrierung kann die mechanische Belastbarkeit und Ermüdungsfestigkeit verbessern. Über die verfügbaren Werkzeugbeschichtungen wird ein Überblick gegeben. Titanbasierte Beschichtungen (TiN, TiCN, TiAlN) sind für die temperierte Umformung nur bedingt geeignet. Kohlenstoffbasierte Schichten haben eine geringe Adhäsionsneigung und einen geringen Reibwert gegenüber Aluminium und Stahl, die Anwendung beschränkt sich aber auf Temperaturen bis 500 Grad C. Gleiche Reibeigenschaften bei höherer thermischer Beständigkeit weisen borbasierte Schichten auf. Nachteilig bei bor- und kohlenstoffbasierten Schichten ist ihre geringe Zähigkeit. CrN-Schichten sind dagegen relativ zäh bei guter thermischer Beständigkeit. Die ungünstigen Reibeigenschaften können durch Einbau von V in die Schicht verbessert werden (CrVN-Schichten). Anhand von zwei Anwendungsbeispielen wird das Potenzial von angepassten Werkzeugbeschichtungen gezeigt: Strangpressen von Aluminium mit CrVN- und TiBN-Schichten und Schmieden von Stahl mit Schmiedewerkzeugen, die mit CrN, oder noch besser, CrVN beschichtet waren.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-34866.html