Beschreibung
P 1291 – Werkstückseitige Beeinflussung und Modellierung der tribologischen Bedingungen beim Presshärten
Das Auftreten von Reibung und Verschleiß stellt eine akute Herausforderung im Presshärteprozess dar, da aufgrund von erhöhten Prozesstemperaturen > 850 °C der Einsatz von Schmierstoffen nicht möglich ist. Die tribologischen Bedingungen in der Wirkfuge zwischen Werk- und Halbzeug bilden dabei eine kritische Komponente im Prozess, die sowohl die Werkzeugstandzeit als auch finale Produktqualität maßgeblich beeinflusst. Während im vorangegangenem Projekt P1228/19337 „Werkzeugseitige Beeinflussung der tribologischen Bedingungen beim Presshärten“ die werkzeugseitigen Einflussfaktoren auf den Presshärteprozess untersucht wurden, zeigen bisherige Forschungsarbeiten, dass die werkstückseitig eingesetzte Beschichtung im Halbzeug einen maßgeblichen Einfluss auf die auftretenden Reib- und Verschleißmechanismen haben.
Die Zielsetzung des Forschungsvorhabens besteht darin, funktionale Wirkzusammenhänge zwischen den Austenitisierungsparametern und der Schichtausbildung sowie dem tribologischen Einsatzverhalten von Beschichtungswerkstoffen beim Presshärten zu ermitteln. Durch das Verständnis der Wirkzusammenhänge werden Maßnahmen abgeleitet, welche die Standzeit von Presshärtewerkzeugen und somit die Wirtschaftlichkeit des Prozesses erhöhen.
Um das Forschungsziel zu erreichen, wurden in Absprache mit den Industriepartnern zwei Werkstückwerkstoffe mit unterschiedlichen Beschichtungen für die Untersuchungen ausgewählt. Darüber hinaus wurden unterschiedliche Austenitisierungsparameter und deren Einfluss auf die resultierende Ausbildung der Beschichtung analysiert. Die Ergebnisse dienten dazu, signifikante Parameter zu identifizieren und deren Einfluss auf Reibung und Verschleißverhalten auf Basis des Streifenziehversuchs zu untersuchen. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die Austenitisierungsparameter im Rahmen der Laborversuche keine Auswirkung auf das resultierende Reibverhalten haben. Jedoch kann sowohl die Wahl des Werkstückwerkstoffes als auch dessen Beschichtung einen Einfluss auf das tribologische Verhalten haben. Die Ergebnisse wurden in Form eines Reibzahlmodells konsolidiert und als mathematische Gleichung zur Verfügung gestellt
Veröffentlichung:
Oktober 2022
Autoren:
F. He, M.Sc. Prof. Dr.-Ing. habil. M. Merklein
