Activity Characterisation of diamond coated steel tools

Internally funded project


Start date : 01.01.2000


Project details

Short description

For Aluminium high pressure die casting, different diamond coated steel tools with TiNB-intermediated layers are applied at industrial partners. The lifetime of bending tools can be increased from a few weeks to several months.

Diamond coated steel sonotrodes for the ultrasonic welding of Aluminium cables are currently also being tested by industrial partners.

The CVD diamond layer can permanently inhibit the reaction of the tool surface with liquid or solid Aluminium. The necessary strength of the steel must be adjusted after every heat treatment, which is steel specific, to avoid material failure due to insufficient fatigue strength. The CVD diamond coating of Tungsten tools is being researched as an alternative or as an addition to the high temperature intermediate layer to avoid special heat treatments.

Scientific Abstract

Im Aluminium Druckguss werden bei Industriepartnern unterschiedliche Stahlwerkzeuge mit Diamantbeschichtung und TiNB-Zwischenschicht eingesetzt. Für Abkantwerkzeuge lässt sich die Lebensdauer von wenigen Wochen auf viele Monate steigern.

Diamantbeschichtete Stahlsonotroden für das Ultraschallschweißen von Aluminiumkabeln werden gegenwärtig in der Vorserie getestet.

Die CVD-Diamantschicht kann die Reaktion der Werkzeugoberfläche mit flüssigem oder festem Aluminium dauerhaft verhindern. Mit einer für jeden Stahlwerkstoff angepassten Wärmebehandlung aus der Diamanthitze muss jedoch die notwendige Festigkeit im Stahl eingestellt werden, um einen Werkzeugausfall durch unzureichende Dauerfestigkeit zu vermeiden.

Als Alternative bzw. Ergänzung wird gegenwärtig die CVD-Diamantbeschichtung von Werkzeugen auf Wolframbasis erforscht, für die auf die Hochtemperatur-Zwischenschichten und die spezielle Wärmebehandlung verzichtet werden kann.

Involved:

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