Einstellung der Reibeigenschaften von Hartstoff-Werkzeugschichten

Anbieter zum Thema

Schages GmbH & Co.KG

MaSuB GmbH - Maschinen für die Schweißnahtvorbereitung und Blechbearbeitung

AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

TU Dortmund Institut für Spanende Fertigung

Topographiemessung über konfokale Weißlichtmikroskopie

Um den Einfluss der Endbearbeitungsverfahren Schleifen und Walzen zu untersuchen, kamen sieben Reibbackenpaarungen in den Streifenziehversuchen zum Einsatz (Bild 5). Außer einer Referenz-Reibbacke aus geschliffenem C60-Werkzeugstahl und einer unbearbeiteten beschichteten Reibbacke wurden die übrigen Proben in Zugrichtung und quer zu dieser geschliffen sowie mit zwei unterschiedlichen Anpressdrücken (5 und 15 MPa) gewalzt. Zusätzlich wurde eine kombinierte Prozesskette durchgeführt und eine geschliffene Reibbacke mit 5 MPa gewalzt. Unter Berücksichtigung statistischer Streuungen gab es jeweils drei Wiederholungsversuche. Die Erfassung der Topographien der Blechstreifen und Reibbacken vor sowie nach den Streifenziehversuchen wurde mit der konfokalen Weißlichtmikroskopie durchgeführt. Die Messstrecke betrug dabei 4,8 mm und die Grenzwellenlänge 0,8 mm.

Die Oberflächen der unbearbeiteten beschichteten Reibbacken wiesen eine Ausgangsrauheit von Rz = 10,8 µm auf, die zu deutlich sichtbaren Riefen in den gezogenen Blechstreifen führte. Somit erwies sich die Beschichtung in unbearbeiteter Form als nicht geeignet, um die Verschleißbeständigkeit von Umformwerkzeugen zu steigern. Die Ermittlung eines repräsentativen Reibkoeffizienten war aufgrund des stark unregelmäßigen Tragbilds der Reibbacken nur bedingt möglich, weil die effektive Kontaktfläche während des Versuchs nicht determiniert werden kann (µ ≈ 0,23).

Das Schleifen reduziert Rauheit und Formfehler

Durch das Walzen der Proben konnten die Profilspitzen der Beschichtung etwas eingeebnet und die Rauheit leicht verbessert werden. Bei einem Walzdruck von 5 MPa wurden die Rauheiten auf Rz = 9,7 µm und bei 15 MPa auf Rz = 7,8 µm reduziert. Analog dazu konnte mit der Erhöhung des Walzdruckes der Reibkoeffizient µ von 0,15 auf 0,13 reduziert werden. Abweichungen bei der Ebenheit der bechichteten Oberfläche können durch den Glattwalzprozess nicht vollständig kompensiert werden. Die Ebenheit der glattgewalzten Oberfläche hängt sehr stark von der Qualität der Ausgangsfläche ab. Abweichungen in der Ebenheit sind anhand eines ungleichmäßigen Tragbildes der Reibbackenoberfläche erkennbar.

Durch den Schleifprozess konnte die Rauheit auf Rz = 7,3 µm reduziert werden. Im Gegensatz zum Walzen werden beim Schleifen jedoch nicht nur die Profilspitzen eingeebnet, sondern auch die aus dem Beschichtungsprozess resultierenden Formfehler beseitigt. Die geschliffenen Reibbacken hinterließen nach den Zugversuchen keine Riefen in den Oberflächen der Blechstreifen. Durch eine Kombination aus Schleifen und Walzen konnte die Rauheit auf Rz = 6,4 µm verringert werden.

(ID:34786830)