Development of the mold release agent free aluminum high pressure die casting through highly resistant diamond coatings
Third party funded individual grant
Start date : 01.04.2020
End date : 31.07.2022
Project details
Short description
Der Aluminiumdruckguss ist ein effizientes und sehr weit verbreitetes Verarbeitungsverfahren. Allerdings tritt bei der Herstellung und Bearbeitung von Aluminiumbauteilen ein großes Problem auf. Aluminium verbindet bzw. legiert sich bei erhöhten Temperaturen bzw. in der Schmelze mit nahezu allen Metallen. So kommt es beim Gießen von Aluminiumbauteilen häufig zu Werkzeugversagen (Ausspülungen, Risse), da die Aluminiumschmelze mit dem Eisen der Stahlform bzw. mit darauf aufgebrachten Schutzschichten reagiert und diese aus der Werkzeugoberfläche herauslöst. Um eine Verbindung zwischen mit der Druckgussform zu verhindern, ist der Einsatz von Trennmitteln notwendig. Diese Trennmittel sind aktuell technisch notwendig, bringen jedoch eine Reihe von Nachteilen mit sich.
Ein neuer vielversprechender Ansatz sind kristalline CVD-Diamantschichten. Diese können das Problem der Aluminiumadhäsion potentiell lösen, da Aluminium selbst bei hohen Temperaturen im Bereich bis 700°C nicht mit dem im Diamantgitter gebundenen Kohlenstoff reagiert. In Vorversuchen der FAU konnte gezeigt werden, dass an dieser Beschichtung kein flüssiges Aluminium anhaftet. Eine Entwicklung eines Beschichtungssystems für den Aluminium-Druckguss mit einer Widerstandsfähigkeit gegenüber Temperaturbelastungen von bis zu 700 °C und Drücken bis 1000 bar wurde bisher noch nicht verfolgt, dazu sind noch zahlreiche Fragestellungen zu lösen. Daher soll in diesem Projekt ein Diamant-beschichteter Aluminium-Druckguss Werkzeugeinsatz entwickelt werden, welcher ohne den Einsatz von Trennmitteln betrieben werden kann und eine hohe Standzeit aufweist.
Scientific Abstract
Der Aluminiumdruckguss ist ein effizientes und sehr weit verbreitetes Verarbeitungsverfahren. Allerdings tritt bei der Herstellung und Bearbeitung von Aluminiumbauteilen ein großes Problem auf. Aluminium verbindet bzw. legiert sich bei erhöhten Temperaturen bzw. in der Schmelze mit nahezu allen Metallen. So kommt es beim Gießen von Aluminiumbauteilen häufig zu Werkzeugversagen (Ausspülungen, Risse), da die Aluminiumschmelze mit dem Eisen der Stahlform bzw. mit darauf aufgebrachten Schutzschichten reagiert und diese aus der Werkzeugoberfläche herauslöst. Um eine Verbindung zwischen mit der Druckgussform zu verhindern, ist der Einsatz von Trennmitteln notwendig. Diese Trennmittel sind aktuell technisch notwendig, bringen jedoch eine Reihe von Nachteilen mit sich.
Ein neuer vielversprechender Ansatz sind kristalline CVD-Diamantschichten. Diese können das Problem der Aluminiumadhäsion potentiell lösen, da Aluminium selbst bei hohen Temperaturen im Bereich bis 700°C nicht mit dem im Diamantgitter gebundenen Kohlenstoff reagiert. In Vorversuchen der FAU konnte gezeigt werden, dass an dieser Beschichtung kein flüssiges Aluminium anhaftet. Eine Entwicklung eines Beschichtungssystems für den Aluminium-Druckguss mit einer Widerstandsfähigkeit gegenüber Temperaturbelastungen von bis zu 700 °C und Drücken bis 1000 bar wurde bisher noch nicht verfolgt, dazu sind noch zahlreiche Fragestellungen zu lösen. Daher soll in diesem Projekt ein Diamant-beschichteter Aluminium-Druckguss Werkzeugeinsatz entwickelt werden, welcher ohne den Einsatz von Trennmitteln betrieben werden kann und eine hohe Standzeit aufweist.
