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Grundlagen für das schmiermittelreduzierte Tribosystem bei der Kaltumformung des Einsatzstahles 16MnCr5 (Dissertation Raedt)

Status abgeschlossen
Ziele


1. Ermittlung der tribologischen Bedingungen bei der Kaltumformung von 16MnCr5

Ziel dieses Projekts war die Untersuchung der tribologischen Wirkung von
Schmierstoffen und Werkzeugbeschichtungen bei der Kaltumformung. Aufgrund
extremer tribologischer Anforderungen wurden das Napfrückwärtsfließpressen und
das Feinschneiden exemplarisch betrachtet. Im Fokus standen
Adhäsionserscheinungen sowohl an Realbauteilen als auch an Analogieproben.

2. Untersuchung zu Struktur und Entstehung von Adhäsionen

Die Untersuchung der Struktur und Entstehung von Adhäsionen deckt auf, dass der
Grund für das Adhäsionswachstum des Einsatzstahles in der höheren Festigkeit
der Adhäsion gegenüber dem Ausgangswerkstoff liegt. Es wurde bewiesen, dass
dieses Phänomen auf rein mechanischen Vorgängen beruht und von der Temperatur
unabhängig ist.

3. Untersuchung der initiierenden Prozesse der Adhäsionsbildung

Bei den initiierenden Prozessen der Adhäsionsbildung handelt es sich einerseits
um die Entfernung der trennenden Oberflächenschichten beim Kontakt zweier
Metalle, andererseits um topographisch bedingte Initiationsprozesse.

4. Untersuchung der Wirkung von Schmierstoffen, Beschichtungen und ihrer Kombination

Eine Hauptursache für den Ausfall von Beschichtungen unter den Bedingungen der
Kaltumformung liegt im vergüteten Schnellarbeitsstahlsubstrat. Es wurde
nachgewiesen, dass bei vielen Beschichtungen die Randschicht des
Werkzeugstahles erweicht, so dass die notwendige Funktion der Schichtstützung
vom Schnellarbeitsstahl nicht wahrgenommen werden kann.

5. Entwicklung von Modellvorstellungen zu Verschleiß- und Ausfallvorgängen

Die ermittelten tribologischen Bedingungen sowie die experimentellen Befunde
wurden in Modellvorstellungen über die Verschleiß- und Ausfallvorgänge
verdichtet. Daraus wurden Anforderungen an die Partner des Tribosystems
abgeleitet.


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