Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg



Verschleißreduktion an Presshärtewerkzeugen durch den Einsatz innovativer Beschichtungen



Projektstatus: laufend

Mitarbeiter


Das Presshärten stellt ein geeignetes Fertigungsverfahren dar, um hochfeste Karosseriebauteile bei gleichzeitiger Gewichtsreduktion unter Berücksichtigung vorgegebener Sicherheitsstandards herzustellen. In einem ersten Prozessschritt werden die Blechzuschnitte bei Temperaturen oberhalb von 900 °C austenitisiert. Nach dieser Wärmebehandlung werden die Halbzeuge in einem Werkzeug gleichzeitig umgeformt und abgeschreckt. Durch diese Vorgehensweise werden Zugfestigkeiten oberhalb von 1500 MPa erreicht. Um die Bleche während der Austenitisierung vor Verzunderung und Oxidation zu schützen, werden diese mit AlSi beschichtet. Jedoch neigt diese Schutzschicht zu adhäsiver Materialanhaftung am Umformwerkzeug, wodurch die Werkzeugstandmengen reduziert werden.

Das Ziel dieses Forschungsprojekts ist ein neuartiges Beschichtungssystem für Presshärtewerkzeuge zu entwickeln, welches den Verschleißwiderstand erhöht. Durch Dotieren und Variieren der Elementkonzentration soll die Schutzschicht den thermischen und tribologischen Bedingungen des Presshärteprozesses angepasst werden. Für das Abscheiden verschiedener Beschichtungsmaterialien auf das Substrat wird hierbei das PVD-Verfahren eingesetzt. Die anschließende Charakterisierung des Verschleißverhaltens der modifizierten Oberflächen erfolgt mithilfe eines Tribotesteraufbaus. Dieser Prüfstand ermöglicht eine Untersuchung anhand eines offenen tribologischen Systems, bei welchem jede Verschleißspur auf einem neuen Bereich der Blechoberfläche gezogen wird. Für Analyse werden die Kontaktflächen der Werkzeuge vor und nach den Experimenten mit einem Laser-Scanning-Mikroskop vermessen und die Oberflächenrauheit bestimmt.

Untersuchung des Verschleißverhaltens und Oberflächencharakterisierung

 


Veröffentlichungen

    2018

    • Neubauer, F.; Reil, T.; Hofmann, K.; Merklein, M.:
      Increasing the Adhesive Wear Resistance of Hot Stamping Tools By Modifiying the Surfaces .
      In: (Hrsg.): Key Engineering Material, 767, 2018, S. 61-68

    Letztes Update: 22.02.2018