Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Erzeugung und Charakterisierung von reibungsreduzierten oxidischen Werkzeugbeschichtungen für die trockene Aluminiumblechumformung

Die Globalisierung führt zu einem erhöhten Wettbewerb in der industriellen Fertigung von technischen Bauteilen. Ein Fokus liegt dabei auf der Verlängerung der Werkzeuglebensdauer zur Steigerung der Produktivität und Reduzierung der Kosten, um dem Wettbewerbsdruck standhalten zu können. Um tribologische Bedingungen zu verbessern, werden Schmierstoffe eingesetzt. Der Einsatz von konventionellen Schmierstoffen entspricht nicht dem Ziel einer nachhaltigen Produktion. Hierfür wurde im Rahmen des Schwerpunktprogramms SPP 1676 die Eignung von reibungs- und verschleißminimierenden, selektiven Oxidschichten in der Trockenumformung untersucht. Da diese Schichten bei erhöhten Temperaturen und definierten Sauerstoffpartialdrücken hergestellt werden, kommen diese Verfahren jedoch bei bereits gehärteten Werkzeugoberflächen schnell an ihre Grenzen. Die nachgeschaltete Oxidschichtgenerierung führt zu einer ungewollten Härtereduzierung der beschichteten Werkzeugbereiche. Um die Reibung und den Verschleiß solcher Werkzeuge auf ein Minimum zu reduzieren und damit einen Beitrag zu einer ökologischeren und wirtschaftlichen Fertigung zu leisten, sollen mithilfe dieses Forschungsvorhabens geeignete Schichterzeugungsverfahren auf Werkzeugen aus Gusswerkstoffen bei niedrigeren Temperaturen unter Zuhilfenahme chemischer Mittel durchgeführt werden. Ausgehend von bekannten Verfahren und Zusammensetzungen, wie sie zum Brünieren von Eisen- und Stahlwerkstoffen eingesetzt werden, wird eine chemische Erzeugung von Eisenoxidschichten untersucht. Durch den Einsatz von oxidischen Trennschichten kann der Umformvorgang schmierstofffrei und effizienter gestaltet werden. Des Weiteren können produzierende KMU ihre Prozessrouten hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit optimieren und einen Beitrag zu einer nachhaltigeren Produktion von Tiefziehprodukten leisten.