Tagungsbeitrag

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Titel Tribologie selbstschmierender PVD-Schichten für die trockene Kaltmassivumformung
Autor Kirsten Bobzin, Tobias Brögelmann, Nathan Christopher Kruppe, Dennis Christopher Hoffmann, Fritz Klocke, Thomas Bergs, Daniel Trauth, Robby Mannens, Rafael Hild
Infos zum Autor

Prof. Dr.-Ing. Kirsten Bobzin (1); Dr.-Ing. Tobias Brögelmann (1);
Dipl.-Ing. Nathan Christopher Kruppe (1); Dennis Christopher Hoffmann (1*), M. Sc.;
Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Dr. h. c. Dr. h. c. Fritz Klocke (2); Prof. Dr.-Ing. Thomas Bergs (2); Dr.-Ing. Daniel Trauth (2);
Robby Mannens, M. Sc. (2); Rafael Hild, M. Sc. (2)

1) Institut für Oberflächentechnik (IOT), RWTH Aachen University, Kackertstr. 15, 52072 Aachen
2) Werkzeugmaschinenlabor (WZL), RWTH Aachen University, Campus-Boulevard 30, 52074 Aachen
*) korrespondierender Autor: Dennis Christopher Hoffmann, M. Sc.1, hoff-mann@iot.rwth-aachen.de
Inhalt Fertigungsverfahren aus dem Bereich der Kaltmassiv¬umformung von Stahl, insbesondere das Vollvorwärtsfließ-pressen (VVFP), zeichnet sich durch eine hohe Werkstoffausnutzung, Produktqualität und Ressourceneffizienz aus. Jedoch werden derzeit große Mengen häufig umweltgefährdender Schmierstoffe benötigt, um die Prozess-stabilität zu gewährleisten sowie den Werkzeugverschleiß zu minimieren. Aus ökologischen, ökonomischen und legislativen Gründen besteht das Bestreben, den Bedarf an Schmiermitteln zu minimieren, oder sogar vollständig zu substituieren. Die Applizierung selbstschmierender Hartstoff¬schichten mittels der PVD- (Physical Vapor Deposition) Technologie bietet aufgrund von verschleiß- und reib¬mindernden Eigenschaften ein hohes Potential. Hierzu wurden zwei Schichtsysteme auf Basis von (Cr,Al)N, die mit Mo und S modifiziert sind, auf zwei verschiedene Werkzeugstähle 1.2379 und 1.3343 abgeschieden und charakterisiert. Neben der Analyse mechanischer Eigenschaften wurden zwei verschiedene Modelltests zur Charakterisierung des tribologschen Verhaltens durchgeführt. Ein Tribometer stellt ein offenes tribologisches System dar, das zur Abbildung der bei der Kaltmassiv¬umformung von Stahl auftretenden Belastungen besonders geeignet ist. Des Weiteren wurde die selbstschmierende Hartstoffschicht auf VVFP-Matrizen appliziert. Im Anschluss wurden VVFP-Feldversuche in einer industriellen Umformpresse mit beschichteten Matrizen und oberflächenstrukturierten Werk¬stücken durchgeführt. Viel¬versprechende Ergebnisse der tribologischen Untersuchungen zeigen das Potential selbstschmierender PVD-Hartstoff¬schichten für eine ökologisch nachhaltige trockene Kaltmassiv¬umformung auf.
Datum 2018
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