Tribologisches Einsatzverhalten von diamantahnlichen Kohlenstoffschichten (DLC) auf Werkzeugstahl gegenuber Stahl- und Aluminiumblechwerkstoffen fur Trockentiefziehprozesse

摘要

Aufgrund des wachsenden Umweltbewusstseins und begrenzter Erdolressourcen wird eine Reduzierung von - oder sogar der komplette Verzicht auf - Schmierol bei Umformprozessen angestrebt. Dadurch wird der kostenintensive und teils umweltschadliche Arbeitsschritt zur Entfernung des auf dem Blech verbleibenden Schmierols eingespart. Im Rahmen dieses Beitrags werden wolframmodifizierte wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschichten (a-C:H:W) und tetraedrische wasserstofffreie amorphe Kohlenstoffschichten (ta-C) als zwei potenzielle Kandidaten fur die Beschichtung von Tiefziehwerkzeugen fur die Trockenumformung untersucht. Hauptziel ist es, adhasiven Materialubertrag, insbesondere bei Aluminiumlegierungen, auf die Werkzeugoberflache zu minimieren. Hierzu wurden a-C:H:W und ta-C Dunnschichten auf geharteten Werkzeugstahloberflachen (1.2379, 60 HRC) abgeschieden. Anschliessend wurden die Schichten hinsichtlich ihrer Schichtdicke, mechanischen Eigenschaften sowie Oberflachentopographie charakterisiert. Das Verschleissverhalten im trockenen Gleitkontakt gegenuber den Blechwerkstoffen DC04 (verzinkt), AA6014 wurde mittels eines Ring-Scheibe-Tribometers gepruft. Wahrend des Laufs wurden unterschiedliche dominierende Verschleissmechanismen beobachtet, die wiederum die Reibungszahlen stark beeinflussen. Eine wesentliche Einflussgrosse stellt die Oberflachenrauheit der Werkzeugoberflachen nach dem Beschichtungsprozess und im Weiteren die Verhakung der Rauheitsspitzen im weichen Blechmaterial (Zink, Aluminium) dar.