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Untersuchungen zur Vorformung von Stahl im Halbwarmtemperaturbereich

Status abgeschlossen
Ziele

1. Verringerung des Werkzeugverschleißes beim Halbwarmschmieden von flachen Langteilen durch die Verwendung einer DLC-Verschleißschutzschicht
In der Massivumformung verbindet die Halbwarmumformung wesentliche Vorteile der Warm- (z. B. geringe Fließspannung des umzuformenden Materials und hohe erreichbare Umformgrade) und Kaltumformtechnologie (z. B. geringe Verzunderung und geringer Wärmeverzug). Die wesentliche Herausforderung der Halbwarmmassivumformung bildet derzeit der zur Erreichung akzeptabler Umformgrade hohe Verschleiß aufgrund erhöhter mechanischer Werkzeugbelastungen. Insbesondere bei der Umformung flacher Langteile resultieren hohe Relativbewegungen zwischen Werkzeug und Werkstück, die sich verschleißfördernd auswirken. Daher werden Langteile derzeit selten halbwarm umgeformt. Der Einsatz moderner Hartstoffschichten in Umformgesenken (z. B. Diamond-like Carbon – DLC) ist geeignet, über günstige Reibeigenschaften und hohe Härte den Gesenkverschleiß zu verringern. DLC-Beschichtungen unterliegen bei erhöhten Temperaturen und Druckbeanspruchung jedoch Strukturänderungen, die zur Zerstörung der Kohlenstoffschicht führen können.

Das Ziel des Forschungsprojektes ist die Verringerung des Werkzeugverschleißes beim Halbwarmschmieden von flachen Langteilen durch die Verwendung einer DLC-Verschleißschutzschicht. Im Forschungsprojekt soll ein Halbwarmmassivumformprozess für eine Pleulvorform entwickelt werden, mit dem unterschiedliche DLC-Schichten bezüglich der Eignung als Verschleißschutzschicht untersucht werden können. Eine Erhöhung der Eignung von DLC-Schichten für die Umformtechnik soll dabei durch gezieltes Dotieren der DLC-Schichten mit metallischen und halbmetallischen Elementen in unterschiedlichen Dotierungsgraden erreicht werden. Um ein detailliertes Verständnis über den Verschleiß der DLC-Schichten zu erarbeiten, sollen Versuchsreihen mit unterschiedlichen Zielsetzungen durchgeführt werden.


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