Standort Dortmund

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.

Das Fraunhofer IST bietet am Standort Dortmund in erster Linie Schichten für den Aufbau verschleiß- und temperaturresistenter Oberflächen an. Dazu werden schwerpunktmäßig Duplex-Plasmaverfahren in speziell zur PACVD-Beschichtung entwickelten Anlagen eingesetzt, d. h. eine Plasmadiffusionsbehandlung wird durchgängig mit einem nachfolgenden Plasmabeschichtungsprozess kombiniert.

Thermisch beständige Verschleißschutzschichten für Werkzeuge

Vor allem im Bereich der Warmformgebung (Schmieden, Druckgießen, Strangpressen) werden hohe Anforderungen an die Schutzschichten auf den jeweiligen Werkzeugen gestellt. Diese müssen bei sehr hohen Anwendungstemperaturen und extremen thermischen Wechselbeanspruchungen bei überlagerter mechanischer Belastung noch beständig und chemisch inert sein: Im Bereich des Gesenkschmiedens sind z. B. Umformtemperaturen von über 1000 °C üblich, beim Aluminiumdruckguss muss neben den hohen Gießtemperaturen auch die auf Stahl sehr erosiv wirkende Aluminiumschmelze von der Gießform aus Stahl ferngehalten werden. Zusätzlich sollen die Werkzeuge optimal gegen Verschleiß durch Abrasion und Anklebungen geschützt werden.

Am DOC wurden für diese Bedingungen erfolgreich geeignete borhaltige Schichtsysteme im DUPLEX-Verfahren entwickelt und unter Produktionsbedingungen getestet. Die Ergebnisse zeigen Steigerungen der Standmengen bei deutlichen Erhöhungen der Prozesssicherheit, da Anklebungen reduziert wurden und die Stabilisierung der geplanten Standmengen erreicht wurden.

Die in der Fraunhofer-Projektgruppe am DOC betriebene DUPLEX-Anlagentechnik kombiniert die Verfahrensschritte Randschichthärtung und Hartstoffbeschichtung innerhalb einer Vakuumanlage. Die Vorteile liegen in einer gesteigerten Lasttragfähigkeit des Verbundsystems und der verbesserten Schichthaftung.