Verschleissreduzierung an Schmiedegesenken durch Mehrlagenbeschichtung und keramische Einsätze
Bernd A Behrens, Aziz Huskic
Die Wirtschaftlichkeit von Schmiedeverfahren ist maßgeblich von den Standmengen der Werkzeuge abhängig. Diese sind verfahrensbedingt hohen thermischen, mechanischen und tribologischen Beanspruchungen ausgesetzt. Die genannten Beanspruchungen treten im Allgemeinen überlagert auf und führen zu unterschiedlichen Ausfallursachen der eingesetzten Werkzeuge. Dabei stellt der Verschleiß mit 70 % die Hauptausfallursache dar. Da die Oberfläche und oberflächennahe Werkzeugbereiche den genannten Beanspruchungen am stärksten ausgesetzt sind, ist die Erhöhung der Verschleißfestigkeit dieser Bereiche im Hinblick auf die Standmengenerhöhung von Schmiedewerkzeugen von großer Bedeutung. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird der Einsatz von keramikartigen Mehrlagenhartstoffschichten in der Reihenfolge TiN-TiCN-TiC in Kombination mit Plasmanitrieren untersucht. Die Untersuchungen zeigen, dass sich durch Mehrlagenhartstoffbeschichtung der Verschleiß bis um den Faktor 4 gegenüber den unbeschichteten wie auch den mit Monolagen beschichteten Werkzeugen reduzieren bzw. hinauszögern lässt.
Eine weitere Möglichkeit zur Verschleißreduzierung stellt der Einsatz von neuen Werkzeugwerkstoffen wie Keramik dar. Im Rahmen dieser Arbeit werden aktivgelötete keramische Einsätze stoffschlüssig in verschleißkritischen Bereichen bei Modellwerkzeugen für das Schmieden mit Grat sowie in Modellmatrizen für das Präzisionsschmieden eingesetzt. Die erzielten Ergebnisse zeigen einen viel versprechenden Ansatz im Hinblick auf die Verschleißreduzierung von komplexen Werkzeugen wie sie z.B. für das Präzisionsschmieden von Zahnrädern verwendet werden.
