Fraunhofer-Gesellschaft

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ta-C beschichtete Werkzeuge für die Trockenumformung von Aluminiumblechen

ta-C coated tools for dry forming of aluminum sheets
 
: Weihnacht, V.; Brückner, A.; Bräunling, S.

:

Vakuum in Forschung und Praxis 20 (2008), Nr.3, S.6-10
ISSN: 0947-076X
ISSN: 1522-2454
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IWS ()
adhesive; aluminium alloy; diamond like carbon; forming process; friction; lubricant; magnesium alloy; manganese alloy; materials testing; sheet material; wear-resistant coatings

Abstract
Anhand von Streifenziehversuchen wurde die Eignung ta-C beschichteter Werkzeugoberflächen zur Umformung von Alumiiiiumlegierungen untersucht. Dabei zeigte sich, dass ta-C, die verschleißfesteste Schichtvariante der diamantartigen Kohlenstoffschichten, auch bezüglich des antiadhäsiven Verhaltens sehr vorteilhaft ist. In Versuchen mit AlMg5Mn- sowie Al99Mg1-Blechen konnten unter Verzicht von Ziehhilfsmitteln mehrere hundert Bleche gezogen werden, ohne dass es zu wesentlichen Aluminium-Anhaftungen am ta-C beschichteten Werkzeug kam. Weder die Reibungskoeffizienten noch die Oberflächenqualitäten der gezogenen Bleche verschlechterten sich in dem beobachteten Zeitraum. Im Vergleich zu Versuchen mit unbeschichtetem Werkzeug und Ziehhilfsmitteln schneidet die Variante ta-C-trocken nahezu ebenbürtig mit einem guten Ziehhilfsmittel ab. In einem Praxistest, dem Clinchen von Aluminiumblechen, bestätigten sich die positiven Ergebnisse aus den Streifenziehversuchen. Offenbar ist es möglich, mit ta-C beschichteten Clinchstempeln unter völligem Verzicht auf Schmiermittel eine größere Anzahl von Clinchvorgängen durchzuführen, ohne dass es zu merklichen Aluminium-Anhaftungen am Werkzeug und damit zu einer Erhöhung der Abstreifkräfte kommt.

 

The suitability of ta-C coated tool surfaces for sheet forming of aluminum alloys was examined by strip-draw testing. It was shown that ta-C coatings, which are known as DLC coatings with superior wear resistance are also favourable concerning the anti-adhesive behaviour. In attempts with AlMg5Mn- as well as A199Mgl-sheet materials several hundred sheets could be formed without noticeable aluminum adhering at the ta-C coated tool surface. Neither the coefficients of friction nor the surface qualities of the aluminum sheets worsened during the observed period. Compared with tests of uncoated tools in combination with lubricants, the dry ta-C coated tool behaves comparable with a good lubricant. In a real clinch test with aluminum sheets the positive results from strip-draw experiments were confirmed. Using ta-C coated clinching stamps and no lubricants a large number of clinching processes could be performed without noticeable adhering and increase of stripping forces.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-76144.html