Entwicklung einer neuartigen Diffusionsanlage für verschleißfeste Borid- und Nitridschichten

Herausforderung 

Verschleißfeste Boridschichten erhöhen die Leistungsfähigkeit von Werkzeugen und Hochtemperaturkomponenten erheblich. Die bisher eingesetzten Borierverfahren stoßen jedoch hinsichtlich Prozessgeschwindigkeit, Diffusionstiefe und Wirtschaftlichkeit an Grenzen. Ziel des Projekts HTPlasBor ist die Entwicklung einer neuartigen Anlagentechnologie, die eine effizientere Boraufnahme ermöglicht und zugleich die Anforderungen anspruchsvoller Hochtemperaturwerkstoffe erfüllt.

Lösung 

Die Projektpartner entwickeln eine innovative Hochtemperatur-Plasmaborieranlage, die Plasmaaktivierung, moderne Hochfrequenztechnik und eine neuartige Reaktorarchitektur kombiniert. Das Fraunhofer IST bringt seine langjährige Expertise in der Plasma- und Prozesstechnologie sowie in der thermochemischen Wärmebehandlung ein. Ergänzt wird die Entwicklung durch numerische Simulationen und digitale Optimierungsverfahren, mit denen Anlagenkonzept, Prozessführung und Reaktionsbedingungen gezielt ausgelegt und verbessert werden.

Mehrwert 

Mit HTPlasBor entsteht die Grundlage für eine neue Generation der thermochemischen Randschichttechnik. Die Technologie verspricht höhere Diffusionstiefen, kürzere Prozesszeiten und eine verbesserte Wirtschaftlichkeit bei der Beschichtung von Werkzeugen und Hochtemperaturbauteilen. Davon profitieren insbesondere Anwendungen in der Umformtechnik, Luft- und Raumfahrt sowie Energie- und Turbinentechnik. Perspektivisch soll die Technologie in industrielle Anwendungen überführt und für weitere Werkstoffsysteme erschlossen werden.