Temperaturstabile Hartstoffschichten zur Standzeitverlängerung von Schmiedewerkzeugen

Werkzeuge für die Massivumformung, z. B. zur Herstellung von verzahnte Wellen, Pleuel oder Schrauben, sind im oberflächennahen Bereich erheblichen Belastungen und damit hohem Verschleiß ausgesetzt. Temperaturstabile Hartstoffschichten können den Verschleiß reduzieren und dadurch die Einsatzdauer der Werkzeuge verlängern. Al-Cr-Ti-Si-N- basierte Schichten in verschiedenen Varianten wurden bzgl. Ihrer Eignung für Umformprozesse untersucht. Dabei wurden sowohl Modellversuche (Tribometertests, Ringstauchversuche) als auch Tests mit realen Werkzeugen in industriellen Prozessen durchgeführt. Dabei konnten Standmengenerhöhungen um Faktor 3 für die günstigsten Schichtvarianten gegenüber unbeschichteten Werkzeugen nachgewiesen werden. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass bereits bei einer Schichtdicke von 10 µm eine deutlich günstigere Lastverteilung im Substrat erreichbar ist. Damit kann die Gefahr der Verformung des Werkzeuges verringert und ggf. auf preiswertere Werkzeugwerkstoffe zurückgegriffen werden.