Keramik-Stahl-Verbundschichten für die Blechumformung

Kurzfassung

Der Einsatz von hochfesten Stahlblechen und Aluminiumblechen zur Umsetzung des Leichtbaugedankens im automobilen Karosseriebau stellt die Umformtechnik vor neue Herausforderungen. Dem hohen abrasiven bzw. adhäsiven Werkzeugverschleiß bei der Blechumformung kann durch konventionelle Verschleißschutzkonzepte nur bedingt begegnet werden. Durch das Laserstrahldispergieren können Werkstoffverbundschichten aus Zirkonoxidkeramikpartikeln und den Werkzeugwerkstoffen Kaltarbeitsstahl oder Grauguss auf geometrisch komplexen Umformwerkzeugen erzeugt werden. Diese Schichten kombinieren die günstigen tribologischen Eigenschaften von Keramiken, wie hohe Härte, geringe Festkörperreibwerte sowie hohe Korrosionsbeständigkeit und Verschleißbeständigkeit, mit der Duktilität metallischer Werkstoffe.

Abstract

The use of high strength steel and aluminium sheets in car body construction creates new challenges in sheet metal forming. Conventional concepts of wear reduction are not qualified to reduce the high abrasive and adhesive wear in a sufficient way. Composite layers made of particles of zirconia and a matrix of the tool materials cold work steel or cast iron can be realised on complex tools for sheet metal forming by laser dispersing. These layers combine the advantageous tribological characteristics of ceramics like high hardness, low friction coefficients, high corrosion and high wear resistance with the toughness of metals.