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Einsatzoptimierte Werkzeugwerkstoffe und Stähle für das Thixoschmieden

Status abgeschlossen
Ziele

1.    Entwicklung von einsatzoptimierten keramischen Werkstoffen und neuartigen Beschichtungen für die Herstellung von Schmiedewerkzeugen sowie „thixofähiger“ Stähle zur Produktion komplexer Schmiedebauteile

 

In Grundsatzuntersuchungen werden anfangs thixogeeignete Stähle als Vormaterialien hergestellt. Es wird der Erwärmungsprozess am Ausgangsmaterial untersucht und an die ausgewählten Bauteile angepasst. Die Kombination von thermochemischen Berechnungen mit experimentellen Untersuchungen ermöglicht die Vorhersage von Fest-/Flüssiganteilen und des gewünschten Gefüges als Funktion von Temperatur und Legierungszusammensetzung.

Für die Darstellung neuartiger Thixo-Werkzeuge werden neben hochwarmfesten Stählen vor allem keramische Hochleistungswerkstoffe auf der Basis von Sialonen, Si3N4, Al2O3 und ZrO2 herangezogen. Diese Werkstoffe werden weiterentwickelt, an die vorgegebenen Bedingungen angepasst und zu monolithischen Werkzeugen bzw. Werkzeugeinsätzen verarbeitet. Auf die hochwarmfesten Werkzeugstähle sollen PVD-Schichten aus den Systemen Cr-Al-C-N und Ti-Al-Zr-N sowie thermische Spritzschichten auf der Basis Al2O3 und ZrO2 aufgebracht werden. Auch werden hier wesentliche Arbeiten zur Materialentwicklung und -charakterisierung bezüglich Stahl und Keramik übernommen und Werkzeuge mit keramischen Einsätzen hergestellt.


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