Erhöhung der Werkzeugstandzeit bei der Formgebung durch neuartige PVD-Beschichtungen (T01)

通过创新的 PVD ​​涂层延长成型过程中的刀具寿命 (T01)

• 批准号: 39564019
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Oberflächentechnik (IOT)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Collaborative Research Centres (Transfer Project)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2006-12-31 至 2009-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/39564019?language=en
• 关键词: Erh; hung; der; Werkzeugstandzeit; bei

Die Beschichtung von Werkzeugen für die Zerspanung mittels Dünnschichttechnologie realisiertewesentliche Standzeitverbesserungen (Faktor 2 und mehr) im Vergleich mit nicht beschichtetenWerkzeugen. Die ersten im Großserienbereich kommerziell erhältlichen Werkzeugdünnfilmbeschichtungen waren die Chemical Vapour Deposition (CVD)-Schichten. Die Prozesstemperaturen von 700°C bis über 1000°C schränkten die Wahl der möglichen Substratwerkstoffe sehr stark ein. Zu Beginn der 80er Jahre setzte sich vermehrt das Physical Vapour Deposition (PVD)-Verfahren durch. Vorteil gegenüber dem CVD-Verfahren waren deutlich niedrigere Prozesstemperaturen. Durch diese prozessbedingten niedrigeren Beschichtungstemperaturen konnten nun auch Werkzeugstähle beschichtet werden. Somit stehen Prozesse zur Verfügung, die es ermöglichen, auch gehärtete Werkzeugwerkstoffe zu beschichten.Die Warmformgebung metallischer Werkstoffe hingegen wird nach wie vor weitestgehend mitunbeschichteten Werkzeugen durchgeführt, da bisher geeignete Schichtsysteme und diegrundlegenden Wechselwirkungen zwischen Formgebungswerkstoff und Werkzeugoberflächebislang unzureichend verstanden wurden. Im Sonderforschungsbereich (SFB) 289 konnten dieseMechanismen für die Formgebung im teilerstarrten Zustand (Thixoforming) von Aluminium undStahl in grundlegenden wissenschaftlichen Versuchen analysiert und erforscht werden. DieseErkenntnisse dienten als Grundlage für die Entwicklung leistungssteigernder Werkstoffverbundkonzepte mit dem Ziel, die Standzeit signifikant zu erhöhen. Aus den im SFB 289 erfolgreich entwickelten Werkzeugkonzepten und der Gutacherachterempfehlung bei der letzen Begehung folgt die Zielsetzung des Transferprojektantrages in einer Übertragung dieser Konzepte in ein industrielles Umfeld.Der Einsatz und damit Erfolg des Thixoformingsverfahrens steht und fällt mit derWirtschaftlichkeit des Formgebungsprozesses, sowie der neuartigen Möglichkeit zur Erzeugungvon Verbundteilen (T3). Die Investitionskosten für beschichtete Formwerkzeuge lassen sich somitnur dann rechtfertigen, wenn eine deutlich höhere Standzeit erreicht wird. Eine PVD-Formenbeschichtung kann genau dies leisten.Für die Aluminiumformgebung hat sich das PVD-Schichtsystem Chrom-Aluminium-Nitrid(CrAlN) als wegweisend herausgestellt. Gemeinsam mit den industriellen Partnern (CemeCon AG,Moneva GmbH + Co., Oskar Frech GmbH + Co. KG und SAG Thixalloy Components GmbH &Co. KG), welche die Fertigungsrouten Thixoforming und Druckgießen vertreten, soll eineindustrielle Umsetzung dieses Schichtsystems realisiert werden.Die Verarbeitung von hochschmelzenden Legierungen auf Stahl-Basis wie X210CrW12 oder100Cr6 stellt eine besondere Herausforderung für die Werkzeugkonzepte in Bezug auf thermischeund mechanische Belastungen dar. Für diese Anforderungen konnten am Institut fürOberflächentechnik zwei erfolgreiche PVD-Beschichtungskonzepte entwickelt werden, kristallinesγ-Al2O3 und tetragonales ZrO2 (t-ZrO2). Die Abscheidungen von kristallinen oxidkeramischenSystemen stellt eine wesentliche Neuerung im Vergleich zu den bisher kommerziell erhältlichennitridischen Schichtsystemen dar. Dabei zeigt diese neue Werkstoffgruppe eine sehr guteBeständigkeit gegenüber dem heißen Formwerkstoff, sowie eine hohe thermische- und chemischeStabilität, welche in Stauch- und Formgebungsversuchen nachgewiesen wurde. BeideSchichtsysteme werden nun in Zusammenarbeit mit Partnern (CemeCon AG, Buderus EdelstahlGmbH, Hammerwerk Fridingen und ThyssenKrupp Automotive AG) aus der Industrie in dieProzessroute des Gesenkschmiedens integriert und getestet. Die gewonnenen Erkenntnisse aus demindustriellen Umfeld dienen dann für eine Bereitstellung von Serienbeschichtungsprozessen undindustriegetesteten Beschichtungen für das Thixoschmieden.

Werkzeugen在Vergleich麻省理工学院是一家很好的供应商。这是一种化学气相沉积(CVD)-Schichten。700°C双温1000°C Schränkten De Wahl der Möglichen Substratwekstoffe sehr stark ein。用物理气相沉积(PVD)-Verfahren Durch.Vorteil gegenüber DEM CVD-Verfahren Ware deutlich niedrigere Prozesstemperaturen.在这段时间里，我们将不再需要更多的温度。如果你不是所有的人都去做的话，你就会发现，世界上所有的金属都不是我们的，而是我们所有的人。我是Sonderforschungsbereich(SFB)289 Konnten Dieses für die Formgebung im teilerstarrten Zustand(Thixoform)von Alumdium undStahl in grundLegenden wisenshaftlichen versuhen analysiert and erforscht den。他说：“这是一项重要的工作，它的意义是什么？”Sowie der neuartigen Möglichkeit zur Erzeuggit zur Erzeugvungon Verteundilen(T3)。投资的目的是为了更好地满足客户的需求，我们需要的是标准。一个PVD-Formenbeschichtung kann genau(铝型材)。Für die Aluminiumformgebung hat das PVD-Schichtsystem Chrom-Al-N(CrAlN)Als Wegweisend Herossterellt(CrAlN)Als wegweisend herossterellt.Gomeinsam MIT den Industriellen Partnern(ComeCon AG，Moneva GmbH+Co.，Oskar Frech GmbH+Co.Co.and SAG Thixello Components GmbH&Co.Kg)，我们将在Bezuf Mistherf Mischef和机械设备制造商中使用Ftitionggsrouten Thixoform and Druckgieükugkonzepte，soll eineIndustrial Umsetzung dieses es es SchichtSystems realisiert。Für diese Anforderungen konnten am Institut fürOberflächentechnik zwei erfolgreiche PVD-Beschichtungskonzepte entwickelt Weden，Kristallinesγ-Al_2O_3 and Tourgonales ZrO_2(t-ZrO_2)。他说：“我不知道这是怎么回事，我不知道这是什么意思。这是一种最好的生活方式，也是最好的生活方式，也是最稳定的生活方式，也是最好的方式。我们在Zusammenarbeit麻省理工学院的合作伙伴(ComeCon AG，Buderus EdelstahlGmbH，Hammerwerk Fridingen and ThyssenKrupp Automotive AG)Aus der Industrie in dieeProzessline des Gesenkschmiedens Ingriert and Gett.这是一种新的工业生产模式，它是一种工业生产模式。