Verschleißreduzierung an Schmiedegesenken mittels lokaler Behandlungen und Topographieeinstellungen

Schmiedegesenke sind prozessbedingt hohen Beanspruchungen ausgesetzt, die in der Regel überlagert auftreten und im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren zu geringen Werkzeugstandmengen führen /1/. Um dennoch eine wirtschaftliche Produktion gewährleisten zu können, wurden in der Vergangenheit zahlreiche Verschleißschutzmaßnahmen entwickelt und mit Erfolg eingesetzt /2, 3/. Das im Schmiedeprozess auftretende, komplexe Belastungskollektiv führt zu lokalunterschiedlichen Beanspruchungen am Werkzeug, mit zum Teil gegenläufigen Anforderungen an den Verschleißschutz /4, 5/. Daher wurden lokale Behandlungsstrategien auf Basis von lokalen Plasmanitrierprozessen und globalen chrombasierten PVD-Beschichtungen entwickelt, die im Serienschmiedeprozess validiert wurden. Die Validierung erfolgte durch eine umfassende prozessbegleitende Verschleißanalytik. Zusätzlich wurde der Einfluss einer gezielten Einstellung der Gesenktopographie auf das Verschleißverhalten untersucht. Dabei kamen Strahlverfahren zur Erzeugung stochastischer Strukturen zum Einsatz, deren Ziel in der Verbesserung der tribologischen Bedingungen und somit des Verschleißverhaltens lag. Die strukturierten Gesenkoberflächen wurden durch eine Kombination aus Nitrierung und titanbasierter PACVD-Beschichtung über einen größeren Standmengenbereich intakt gehalten. Um die Ergebnisse der Modellgesenke verifizieren zu können, wurden lokale Behandlungsmethoden sowie Topographieeinstellungen auf Industriegesenke übertragen. Die Standmenge der Werkzeuge in der Serienproduktion konnte dadurch deutlich erhöht werden.