Bei Schmiedewerkzeugen wird Verschleißschutz immer wichtiger

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Bei hoher Belastung werden DLC-Schichten zu weichen graphitischen Schichten

DLC-Schichten eignen sich zur Reduzierung des Verschleißes. Sie sind extrem hart und haben günstige Reibeigenschaften. Bei hoher mechanischer und thermischer Belastung wandeln sich DLC-Schichten jedoch in weiche, graphitische Schichten um, die schnell abgetragen werden. Durch Dotierung mit metallischen und halbmetallischen Elementen, zum Beispiel Vanadium und Silizium, lässt sich die Standfestigkeit der Schichten erhöhen.

Im Rahmen des DFG-Forschungsprojekts „Untersuchungen zur Vorformung von Stahl im Halbwarmtemperaturbereich mit modifizierten kohlenstoffbasierten Schichtsystemen“ wird am IPH in Zusammenarbeit mit dem Institut für Schicht- und Oberflächentechnik (IOT) der TU Braunschweig die Eignung von DLC-Schichten zur Reduzierung des Verschleißes bei der Halbwarmvorformung von flachen Langteilen untersucht:

Zur Messung und Charakterisierung des Verschleißes wurde am IPH ein modularer Versuchsstand entwickelt. Hauptbestandteil ist eine Spindelpresse, die aus einem zylindrischen Halbzeug die Vorform eines Pleuels im geschlossenen Gesenk schmiedet (Bild 4a). Dieser Versuchsstand ermöglicht die Messung der Presskraft sowie der Temperatur im Gesenk.

Der Umformprozess wurde am IPH bezüglich der Verschleißfaktoren (Bild 4b) simulativ untersucht. Aufgrund der heterogenen Formelemente in der Gravur zeigt das Ergebnis Bereiche mit geringem und Bereiche mit hohem Verschleiß. Insbesondere im Bereich des Steges ist aufgrund der hohen Kontaktnormalspannung und Tangentialgeschwindigkeit sowie der langen Kontaktzeit mit erhöhtem Verschleiß zu rechnen, der aufgrund der kleinen Radien zusätzlich verstärkt wird.

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