Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Einfluss der fertigungsbedingten Randschichtveränderung auf die Nitrierbarkeit von Schmiedewerkzeugen

Die Hartfeinbearbeitung vor dem Nitrieren verändert die Werkzeugrandschicht durch die Wechselwirkung des Werkstoffes mit der Schleifscheibe sowie den eingesetzten Kühlschmierstoffen und es können Randschichtzustände entstehen, die das Nitrierergebnis negativ beeinflussen, was sich unmittelbar auf die Werkzeuglebensdauer auswirkt.

Im geplanten Forschungsvorhaben sollen die Zusammenhänge zwischen der Gestaltung des Schleifprozesses, den Veränderungen auf und in der Randschicht und der abschließenden Nitrierbehandlung untersucht werden. Dazu werden zunächst mit Hilfe des Hartfeinbearbeitungsverfahrens Schleifen an gängigen Werkzeugstählen unterschiedlich thermochemisch und thermomechanisch beeinflusste Randzonenzustände erzeugt und deren Nitrierbarkeit untersucht werden. Die Ausbildung der Randschichten wird anschließend gezielt analysiert um Bearbeitungsparameter und Nitrierbarkeit miteinander zu korrelieren. Schließlich werden Lösungsansätze entwickelt, wie fertigungsbedingte Sperrschichten beim Nitrieren oder überwunden werden können.

Das Wissen, unter welchen Bedingungen, welche Randschichtveränderungen während der Hartfeinbearbeitung entstehen und wie sich diese auf das Nitrieren auswirken, ermöglicht eine optimale Abstimmung der einzelnen Arbeitsschritte in der Prozesskette nitrierter Werkzeuge und Bauteile und trägt damit zur Qualitätssicherung bei. Darüber hinaus werden den wärmebehandelnden Unternehmen Handlungsmöglichkeiten für den Nitrierprozess aufgezeigt, für den Fall, dass eine ungünstig zu nitrierende Randschicht vorliegt, um eine mit Zeit und Kosten verbundene Neufertigung des Werkzeugs zu vermeiden. Die Ergebnisse des beantragten Forschungsprojekts nutzen sowohl den Unternehmen im Bereich der Werkzeug- und Bauteilfertigung als auch denen im Bereich Wärmebehandlung, die zu ca. 70 % KMU sind.