Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST
Duplexbehandlungsanlage am Dortmunder Standort des Fraunhofer IST.
Standort Dortmund
Vor allem im Bereich der Warmformgebung, z. B. beim Gesenkschmieden von Stahl oder im Leichtmetalldruckguss, werden hohe Anforderungen an die Oberflächen und Randzonen der jeweiligen Werkzeuge gestellt. Diese werden effektiv durch Hartstoffschichten und Diffusionsbehandlungen geschützt, die bei sehr hohen Anwendungstemperaturen und extremen thermischen Wechselbeanspruchungen mit überlagerter mechanischer Belastung noch beständig und chemisch inert sind.
Außenstelle des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST am Dortmunder OberflächenCentrum DOC
Am DOC entwickelt ThyssenKrupp Steel Europe gemeinsam mit seinen Partnern vor Ort, dem Fraunhofer IST und dem Fraunhofer IWS industrietaugliche Lösungen im Bereich der Oberflächentechnik für Flachstahlprodukte. Das DOC verfügt u. a. über eine Bandpilotanlage, in der neue Oberflächentechnologien auf Stahlband angewendet werden.
Thermisch beständige Verschleißschutzschichten für Werkzeuge
Das Fraunhofer IST bietet am Standort Dortmund Beschichtungen und Diffusionsbehandlungen für den Aufbau verschleiß- und temperaturresistenter Oberflächen an. Dazu haben wir spezielle PACVD-Beschichtungen entwickelt, die zum Teil im Duplex-Plasmaverfahren durchgeführt werden. Diese Kombination aus Plasmadiffusionsbehandlung z. B. dem Plasmanitrieren und einem im Vakuum direkt nachfolgenden Plasmabeschichtungsprozess bietet viele technologische Vorteile. Die Technologie erlaubt es, Werkzeugoberflächen z. B. für das Gesenkschmieden von Stahl herzustellen, die den dort üblichen Umformtemperaturen von über 1000 °C standhalten und gleichzeitig gegen Verschleiß durch Abrasion und Anklebungen geschützt sind. Weitere typische Anwendungen der Warmformgebung sind Formen und Kerne aus Warmarbeitsstahl für den Aluminiumdruckguss oder Matrizen für das Strangpressen von Leichtmetallen: Neben der geforderten Verschleißbeständigkeit und Stabilität bei den hohen Anwendungstemperaturen muss die erosive Wirkung des heißen bzw. schmelzflüssigen Aluminiums auf den Stahl der Formoberfläche verhindert werden. Dies geschieht sehr wirksam mit den entwickelten borhaltigen Mehrlagenschichtsystemen (Ti-B-N).
Links: Nitriertes Referenzwerkzeug, Verschleißbild an den Dornen des Testwerkzeugs nach 3000 Umformoperationen bei 1150 °C. Rechts: Testwerkzeug mit optimiertem borhaltigen Mehrlagenschichtsystem Ti-B-N, deutlich reduziertes Verschleißbild an den Dornen des Testwerkzeugs nach 3000 Umformoperationen bei 1150 °C.
»Die Warmformgebung als hochproduktives Verfahren für Teile aus Leichtmetall oder hochfeste Komponenten aus Stahl profitiert von unseren optimierten Verschleißschutzlösungen.«
Dipl.-Ing. Hanno Paschke / Teamleiter
Standort Dortmund
Dortmunder Oberflächencentrum DOC
Eberhardstraße 12
44145 Dortmund
Telefon +49 231 844-5453