FOROB

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND FüR OBERFLäCHEN-, SCHICHT- UND TROCKNUNGSTECHNIK

I.7 Beanspruchungsgerechte Oberflächenstrukturierung

Arbeitsfeld:

Im tribologischen System "Umformprozeß" stellt die Oberflächentopographie von Werkstück und Werkzeug einen wesentlichen Einflußfaktor dar. Die gezielte Einstellung einer beanspruchungsgerecht gestalteten Mikrotopographie auf Werkzeugen der Kaltmassivumformung birgt ein großes Potential zur Reduzierung der Reibung und des Schmierstoffeinsatzes. Während die Strukturierung von Werkzeugstählen aufgrund des höheren Verschleißes nur für eine begrenzte Standmenge wirksam sein kann, verspricht gerade die Kombination der Mikrotopographie mit einer PVD- oder CVD-Hartstoffschicht wegen des erhöhten Verschleißwiderstandes eine dauerhafte Wirkung. Mit dem Excimerlaser steht zugleich ein vielseitiges Werkzeug zur Verfügung, um keramische und metallische Oberflächen mittels Maskenprojektionsverfahren zu strukturieren.

Ziel des Vorhabens ist daher die gezielte Mikrostrukturierung der Oberfläche hartstoffbeschichteter Werkzeuge der Kaltmassivumformung, um eine verbesserte Haftung und Verteilung des Schmierstoffes, geringere Reib- bzw. Umformkräfte und damit schließlich eine Minimalmengenschmierung zu erreichen.

Die Aufgabe besteht zunächst darin, die erforderlichen Bearbeitungsparameter und deren Auswirkungen auf die Oberflächentopographie von Stahlproben vor und nach der Hartstoffbeschichtung zu erarbeiten. Derart strukturierte Proben sind mit tribologischen Grundlagenversuchen (z.B. Stauchdrehversuch) im Hinblick auf ihre Verschleiß- und Reibeigenschaften zu charakterisieren. Schließlich sind erfolgversprechende Mikrostrukturen auf Fließpreßwerkzeugen in Standmengenuntersuchungen bei den Industriepartnern auf ihre Eignung hin zu prüfen.