Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Tribologische Eigenschaften keramischer Blechumformwerkzeuge - Einfluss einer Oberflächenbearbeitung mittels Excimerlaserstrahlung



Datum: 19.01.2004


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. mult. Dr.h.c. M. Geiger
  • Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. P. Groche, TU Darmstadt

Der tribologische Zustand in der Kontaktzone zwischen Werkzeug und Werkstück hat in der Blechumformung entscheidenden Einfluss auf die Verfahrensgrenzen, die Prozessstabilität, die Produktqualität und die Werkzeuglebensdauer. Das Werkzeug, dessen tribologische Eigenschaften in erster Linie durch den Werkstoff und die Oberfläche bestimmt werden, stellt dabei einen der wesentlichen Einflussparameter dar. Keramische Werkstoffe sind vor allem aufgrund ihrer hohen Verschleißbeständigkeit auch für Werkzeuge der Umformtechnik von zunehmendem Interesse und werden im Bereich der Blechumformung bereits erfolgreich eingesetzt. Neben den hohen Kosten steht einem breiteren Einsatz keramischer Umformwerkzeuge derzeit jedoch noch ein Wissensdefizit bezüglich der Betriebseigenschaften keramischer Bauteile unter den für die Blechumformung typischen Belastungen im Wege. In dieser Arbeit steht der Einfluss der Oberfläche keramischer Werkzeuge (Si3N4) auf die Reib- und Verschleißeigenschaften im Mittelpunkt. Die Endbearbeitung der Oberflächen erfolgt zunächst mittels konventioneller, spanender Verfahren mit geometrisch unbestimmter Schneide (Schleifen, Läppen). Anschließend werden die beiden Varianten der Oberflächenendbearbeitung mittels Excimerlaserstrahlung, die Oberflächenmodifikation und die -strukturierung, hinsichtlich ihrer Möglichkeiten zur Beeinflussung der tribologischen Eigenschaften keramischer Werkzeuge untersucht. Zur Ermittlung der tribologischen Eigenschaften werden drei Modellversuche, der Streifenziehversuch, der Näpfchenziehversuch und der intermittierende Streifenziehversuch mit Umlenkung eingesetzt.