Das Oberflächenverfestigungsverfahren Festwalzen ist ein geeignetes Verfahren, um Randzoneneigenschaften so zu verändern, dass die Lebensdauer der bearbeiteten Bauteile steigt. Die Kombination mit thermischem Festwalzen führt zu einem weiteren Anstieg der Lebensdauer, jedoch erfordert das thermische Festwalzen einen zusätzlichen Prozessschritt. Das Drehwalzen stellt eine effiziente Möglichkeit für die Bearbeitung von Hochleistungsbauteilen dar. Zunächst wird der Drehprozess hinsichtlich der induzierbaren Bauteiltemperatur untersucht, damit die nötige thermische Energie durch den Drehprozess in das Bauteil gelangt und thermisches Festwalzen ermöglicht. Es folgt die grundlegende Untersuchung und Modellierung der Wirkmechanismen bei der kombinierten, thermomechanischen Bearbeitung zur gezielten Lebensdauersteigerung durch maßgeschneiderte Randzoneneigenschaften. Darüber hinaus wird gezeigt, dass sich die induzierten Eigenspannungsprofile für die Kompensation von Bauteilverzügen ausnutzen lassen. Das Drehwalzverfahren zur Lebensdauersteigerung und zur Verzugskompensation wird experimentell an Kugelkäfigen aus einer Antriebsgelenkwelle und an Umlaufbiegeproben validiert.
Aktualisiert: 2020-02-27
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Die verarbeitenden Komponenten der Kunststoffextrusion sind einem komplexen Beanspruchungskollektiv ausgesetzt, das zu Schäden und einer verringerten Produktivität führt. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Auslegung neuer Hartstoffschichten mittels Physical Vapour Deposition (PVD), zum Schutz der Komponenten vor adhäsivem Verschleiß und Korrosion. Um den mechanischen Beanspruchungen zu widerstehen, soll die Beschichtung zusätzlich vor abrasivem Verschleiß schützen, also eine hohe Festigkeit und Bruchzähigkeit aufweisen. Die Wirtschaftlichkeit der Schichtherstellung soll gleichzeitig durch möglichst hohe Schichtwachstumsraten verbessert werden. Die teilweise gegensätzlichen prozessseitigen und werkstoffseitigen Anforderungen können durch die Auslegung des Beschichtungsprozesses, des Werkstoffsystems und der Schichtarchitektur erfüllt werden. Um die hohen Schichtwachstumsraten des direct current Magnetron Sputtering (dcMS) mit den überlegenen Schichteigenschaften des High Power Pulsed Magnetron Sputtering (HPPMS) zu vereinen, wird für die Schichtherstellung der neue hybride dcMS/HPPMS-Prozess verwendet. Die Auslegung der Beschichtungen erfolgt im Werkstoffsystem Cr-Al-O-N. Als Architektur der Hartstoffschicht ist ein mehrlagiger Aufbau vorteilhaft, bei dem jeder Einzellage bestimmte Funktionen zugeordnet werden. Sie besteht aus einem duktilen, metallischen und nitridischen (Cr + CrN)-Haftvermittler zum Stahl, einem hochfesten und zähen CrN/AlN-Nanolaminat als tragender Zwischenschicht und einer dünnen (Cr,Al)ON-Decklage. Abschließend erfolgt die Synthese der vielversprechendsten Einzellagen zu einem mehrlagigen Schichtsystem, das innerhalb eines einzigen Beschichtungsprozesses durch Variation der Parameter generiert wird.
Aktualisiert: 2020-07-13
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Das Oberflächenverfestigungsverfahren Festwalzen ist ein geeignetes Verfahren, um Randzoneneigenschaften so zu verändern, dass die Lebensdauer der bearbeiteten Bauteile steigt. Die Kombination mit thermischem Festwalzen führt zu einem weiteren Anstieg der Lebensdauer, jedoch erfordert das thermische Festwalzen einen zusätzlichen Prozessschritt. Das Drehwalzen stellt eine effiziente Möglichkeit für die Bearbeitung von Hochleistungsbauteilen dar. Zunächst wird der Drehprozess hinsichtlich der induzierbaren Bauteiltemperatur untersucht, damit die nötige thermische Energie durch den Drehprozess in das Bauteil gelangt und thermisches Festwalzen ermöglicht. Es folgt die grundlegende Untersuchung und Modellierung der Wirkmechanismen bei der kombinierten, thermomechanischen Bearbeitung zur gezielten Lebensdauersteigerung durch maßgeschneiderte Randzoneneigenschaften. Darüber hinaus wird gezeigt, dass sich die induzierten Eigenspannungsprofile für die Kompensation von Bauteilverzügen ausnutzen lassen. Das Drehwalzverfahren zur Lebensdauersteigerung und zur Verzugskompensation wird experimentell an Kugelkäfigen aus einer Antriebsgelenkwelle und an Umlaufbiegeproben validiert.
Aktualisiert: 2020-07-01
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