Hochtemperaturaktivierte Hartstoffschichten als funktionale Oberflächensysteme für Umformwerkzeuge

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Zunehmend werden in der Industrie mechanisch und thermisch stabile Werkstoffe gefordert.Die Anforderungen an Oberflächen von Werkzeugen in der Umformung sind durch dieVerarbeitung dieser hochfesten Stahl- oder Aluminiumlegierungen stark angestiegen. EineHerausforderung bei der Verarbeitung der Werkstoffe ist besonders ihre hohe Adhäsion zumWerkzeug, was zum einen zu Formungenauigkeiten führt und zum anderen die Lebensdauerder Einsätze reduziert. Bisher werden in Umform-prozessen, wie dem Napfrückwärtsfließpressen(NRFP) oder Hohl-Vorwärts-Fließ-pressen, so genannte Bonderschichten (Zinkphosphat-Schichten) eingesetzt. Neben der späteren aufwändigen Reinigung dieser hergestellten Bauteileist die Prozess-nebenzeitverlängerung durch das Auftragen dieser Schichten ein Kostenfaktor.Des Weiteren werden im Bereich der Warmumformung Trennmittel auf Basis von Bornitridoder Kohlenstoff eingesetzt. Die Formtrennmittel werden eingesetzt, um einen Trennfilmzwischen Werkzeugoberfläche und heißem Formmaterial zu erzeugen. Ziel ist es zum einen, einleichteres Entformen der gefertigten Teile zu ermöglichen und zum anderen, die Adhäsionzwischen Werkzeugoberfläche und Formmaterial zu reduzieren. Jedoch schützen dieseTrennmittel die Werkzeugoberfläche nicht vor Abrasion, was indessen einHauptversagensgrund von Formgebungswerkzeugen ist.