In der vorliegenden Arbeit wurde ein Schmierstoffersatz für Tiefziehprozesse in Form von selektiv thermisch oxidierten Werkzeugoberflächen entwickelt. In diesem Zusammenhang wurden verschiedene Atmosphären und Methoden zur selektiven Oxidation der Werkzeugoberflächen untersucht. Die erzeugten Oxidsysteme wurden charakterisiert und mittels hochauflösender Analytik analysiert, um ihre tribologischen Eigenschaften zu untersuchen und zu klassifizieren. Basierend auf niedrigen Reibungskoeffizienten wurde ein α-Fe2O3-Schichtsystem gewählt, das sich für anwendungsunabhängige Tiefziehprozesse als vielversprechend erwies. Nach tribologischen Verschleißuntersuchungen wurde mithilfe von FE-Analysen ein modulares Werkzeugkonzept entwickelt, das die Installation oxidierter Einsätze in definierten Abschnitten des Werkzeugs ermöglicht. Hierdurch konnte die Anwendbarkeit des entwickelten Schichtsystems validiert werden.
Aktualisiert: 2022-11-25
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In der vorliegenden Arbeit wurde ein Schmierstoffersatz für Tiefziehprozesse in Form von selektiv thermisch oxidierten Werkzeugoberflächen entwickelt. In diesem Zusammenhang wurden verschiedene Atmosphären und Methoden zur selektiven Oxidation der Werkzeugoberflächen untersucht. Die erzeugten Oxidsysteme wurden charakterisiert und mittels hochauflösender Analytik analysiert, um ihre tribologischen Eigenschaften zu untersuchen und zu klassifizieren. Basierend auf niedrigen Reibungskoeffizienten wurde ein α-Fe2O3-Schichtsystem gewählt, das sich für anwendungsunabhängige Tiefziehprozesse als vielversprechend erwies. Nach tribologischen Verschleißuntersuchungen wurde mithilfe von FE-Analysen ein modulares Werkzeugkonzept entwickelt, das die Installation oxidierter Einsätze in definierten Abschnitten des Werkzeugs ermöglicht. Hierdurch konnte die Anwendbarkeit des entwickelten Schichtsystems validiert werden.
Aktualisiert: 2023-01-16
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Amorphe Kohlenstoffschichten (a-C:H) finden riesiges Potenzial im Einsatz für trockene Kontaktbedingungen. Die vorliegende Arbeit hat das Ziel, das Design einer industrieüblichen a-C:H-Schicht auf Werkzeugstahl zu modifizieren, um die Verschleißbeständigkeit im trockenen Gleitkontakt zu erhöhen. Der Hintergrund für die vorliegenden Untersuchungen liegt darin, dass ein schmierstofffreier Blechumformprozess durch werkzeugseitiges Beschichten realisiert werden kann. Untersucht bezüglich des Schichtdesigns werden vor allem Haftschicht, Schichtdicke und Abscheidegasatmosphäre. Auf ihren Einflüssen auf die tribologisch relevante Schichtcharakteristik im Vergleich zu dem a-C:H-Referenzschichtsystem liegen die Schwerpunkte. Nach den tribologischen Evaluationen werden die Verschleißspuren mit dem Rasterelektronenmikroskop untersucht und die Verschleißmechanismen der Schichtsysteme werden dabei identifiziert. Schließlich werden die Einflüsse aller untersuchten Faktoren im Schichtdesign auf die Verschleißbeständigkeit unter schmierstofffreien Bedingungen zusammengestellt und ein Prozessfenster daraus abgeleitet.
Aktualisiert: 2022-11-30
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