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Entwicklung von Werkzeugbeschichtungen für die Hochtemperatur-Titanumformung

 
: Abraham, T.; Weber, M.; Keunecke, M.; Stein, C.; Weirauch, R.; Grahs, M.; Bräuer, G.

Gesellschaft für Tribologie -GfT-:
Reibung, Schmierung und Verschleiß. Forschung und praktische Anwendungen. Bd.2 : 57. Tribologie-Fachtagung, 26. - 28. September 2016 in Göttingen
Aachen: GfT, 2016
ISBN: 978-3-9817451-1-5
S.64/1-64/10
Tribologie-Fachtagung <57, 2016, Göttingen>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IST ()

Abstract
Im Rahmen dieser Ausarbeitung wurden erste prozesstechnische und tribologische Untersuchungen zur Abscheidung von Wolframcarbidschichten (WC) als Werkzeugbeschichtung für die Hochtemperatur-Titanformung durchgeführt. Ziel war es die Vorzüge einer Nickelbasislegierung als Hochtemperaturwerkzeugwerkstoff mit den tribologischen Eigenschaften von WC zur Ausbildung von selbst-schmierenden Oxiden (z.B. Magnéliphasen) zu vereinen, um den adhäsiven Werkzeugverschleiß zu senken. Hierzu wurden sowohl mit Hilfe eines reaktiven als auch nicht reaktiven Magnetronsputterprozesses WC-Hartstoffschichten auf Nickelbasisproben abgeschieden und mit Chrom, Silizium oder Molybdän modifiziert. Für eine tribologische Bewertung der WC-Hartstoffschichtsystemen wurden Stift-Scheibe-Tribometerversuche in Schutzgasatmosphäre im Temperaturbereich von 750°C bis 950°C gegen TiAl6V4 durchgeführt. Die Untersuchung demonstriert das Potential von Wolframcarbid als Werkzeugbeschichtung zur Vermeidung von Titananhaftungen und zeigt Möglichkeiten zur Verbesserung der Oxidations- und Verschleißbeständigkeit auf Basis der durchgeführten Schichtmodifikationen auf.

 

In this study initial procedual and tribological investigations were conducted to deposit tungsten carbide coatings (WC) as tool coatings for the high-temperature forming of titanium. The main goal was a reduction of the adhesive tool wear by a combination of the advantages of nickel-base alloys as high temperature tool material with the tribological properties of WC to form self-lubricating oxides (e.g. Magnéliphases). The WC coatings were deposited by magnetron sputtering in reactive and non-reactive mode on nickel-base samples. Furthermore WC coatings were modified by chrome, silicon or molybdenum. For a tribological evaluation of the WC coatings pin-on-disc-tribometer tests were conducted in the temperature range of 750°C to 950°C within an inert gas atmosphere against the titanium alloy TiAl6V4. The Investigation demonstrates the potential of WC coatings to reduce titanium adhesions and the possibilities to improve the oxidation and wear resistance of the coating based on a coating modification.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-425962.html