Tribologisches Einsatzverhalten von diamantähnlichen Kohlenstoff-schichten (DLC) auf Werkzeugstahl gegenüber Stahl- und Alumini-umblechwerkstoffen für Trockentiefziehprozesse - Zhao, Rong; Tremmel, Stephan (Tribologie und Schmierungstechnik, 2016)
Aufgrund des wachsenden Umweltbewusstseins und begrenzter Erdölressourcen wird eine Reduzierung von oder sogar der komplette Verzicht auf Schmieröl bei Umformprozessen angestrebt. Dadurch wird der kostenintensive und teils umweltschädliche Arbeitsschritt zur Entfernung des auf dem Blech verbleibenden Schmieröls 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 für die Beschichtung von Tiefziehwerkzeugen für die Trockenumformung untersucht. Hauptziel ist es, adhäsiven Materialübertrag, insbesondere bei Aluminiumlegierungen, auf die Werkzeugoberfläche zu minimieren. Hierzu wurden a‑C:H:W‑ und ta‑C‑Dünnschichten auf gehärteten Werkzeugstahloberflächen (1.2379, 60 HRC) abgeschieden. Anschließend wurden die Schichten hinsichtlich ihrer Schichtdicke, mechanischen Eigenschaften sowie Oberflächentopographie charakterisiert. Das Verschleißverhalten im trockenen Gleitkontakt gegenüber den Blechwerkstoffen DC04 (verzinkt), AA6014 wurde mittels eines Ring-Scheibe-Tribometers geprüft. Während des Laufs wurden unterschiedliche dominierende Verschleißmechanismen beobachtet, die wiederum die Reibungszahlen stark beeinflussen. Eine wesentliche Einflussgröße stellt die Oberflächenrauheit der Werkzeugoberflächen nach dem Beschichtungsprozess und im Weiteren die Verhakung der Rauheitsspitzen im weichen Blechmaterial (Zink, Aluminium) da
Keywords: Diamantähnlicher amorpher Kohlenstoff; Trockenumformen; Ring-Scheibe-Versuch