Analyse der entladeimpulsabhängigen Oberflächenintegrität funkenerodierter Gesenkformeinsätze aus Hartmetall und ihrer Auswirkungen auf die tribologischen Eigenschaften und das resultierende Ermüdungsverhalten

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.01.2017 bis 31.10.2019
Organisationseinheit:
Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren, Abtragende Fertigungsverfahren
Fördergeber:
Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG
Status:
Abgeschlossen

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+49 241 80 27467

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Hartmetalle besitzen aufgrund ihrer großen Verschleißfestigkeit und erhöhten Druckfestigkeit ein wachsendes Potential als Werkzeugwerkstoff in der Umformtechnik. Sie zeichnen sich durch eine gegenüber Stahlwerkstoffen gesteigerte Härte und eine gleichzeitig gegenüber Keramiken gesteigerte Biegebruchfestigkeit aus. Die Biegebruchfestigkeit stellt in diesem Zusammenhang eine wesentliche Werkstoffkenngröße zur Werkzeugauslegung dar, da Biegebeanspruchungen häufig versagenskritisch sind.

Eine Schlüsseltechnologie für die formgebende Herstellung von Gesenkformeinsätzen aus Hartmetall stellt aufgrund der spezifischen Werkstoffeigenschaften - einer schweren Zerspanbarkeit aber auch einer elektrischen Leitfähigkeit - die funkenerosive Bearbeitung dar. Allerdings zeigen bearbeitete Hartmetallwerkzeuge oft eine Belastbarkeit, die hinter den Erwartungen zurück bleibt. Als Grund hierfür wird angenommen, dass die Bearbeitung noch nicht so weit erforscht und entwickelt ist, dass die prozessseitig eingestellten Eigenschaften der Werkzeugoberflächen den Ansprüchen, die sich aus dem Anforderungsprofil ableiten, genügen. Andererseits zeigen die eigenen Vorarbeiten, dass durch die richtige Prozessauslegung der gesamten Prozesskette die finale Bauteilfestigkeit gezielt und signifikant gesteigert werden kann. Die Zielsetzung des Projektes beinhaltet die wissenschaftlich fundierte und strukturierte Analyse des Einflusses der entladeimpulsabhängigen Oberflächenintegrität ausschließlich der Funkenerosion (Makrosenkerosion) auf das resultierende tribologische und mechanische Bauteilverhalten von zwei repräsentativen Hartmetallwerkstoffen. Hierbei handelt es sich um feinkörnige Ausführungen mit normalem Bindephasenanteil und einer Variante, die als quasi bindemittelfrei bezeichnet wird. Die erzeugte Oberflächenintegrität soll einerseits mit der eingebrachten Energie, andererseits mit dem mechanischen Bauteilverhalten korreliert werden.