Keramik-Stahl-Werkstoffverbundschichten als Verschleißschutz in der Aluminiummassivumformung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Bernd-Arno Behrens; Professor Dr.-Ing. Heinz Haferkamp (†)
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 98342563

In der Warmmassivumformung von Aluminium unterliegen die Gravuroberflächen infolge der hohen Affinität zwischen Aluminium- und Stahlwerkstoffen verstärkt adhäsivem Verschleiß. Insbesondere bei Umformoperationen, in denen hohe Normalspannungen und Umformtemperaturen auftreten, führt der Verschleiß zu einem vorzeitigen Ausfall des Werkzeugs. Ziel des beantragten Projekts ist die Erweiterung der Kenntnisse über die Werkzeug- Versagensmechanismen bei der Warmmassivumformung von Aluminium. Weiterhin soll durch eine systematische Untersuchung von mit Keramikpartikeln dispergierten Umformwerkzeugen ein Beschichtungskonzept erprobt werden, welches die Adhäsionsneigung der Werkstoffpaarung Stahl-Aluminium senkt und die Werkzeugstandzeiten erhöht. Geeignete keramische Werkstoffe werden in ausgewählte Oberflächenbereiche des Werkzeugs durch Laserstrahldispergierverfahren eingebracht. An den erzeugten Metall- Keramik-Verbundschichten werden Grundlagenuntersuchungen zur Charakterisierung der Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Benetzung durch Aluminium und des adhäsiven Verschleißes im Versuch, durchgeführt. Die Ergebnisse der geplanten Untersuchungen ermöglichen eine Erhöhung der Werkzeugstandzeiten von Aluminiumumformwerkzeugen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen