Tagungsbeitrag

Titel Verschleißanalyse festgeklopfter Werkzeugoberflächen bei der folienfreien Umformung von Edelstahlblechen
Autor F. Klocke, D. Trauth, A. Feuerhack, P. Mattfeld
Infos zum Autor Autorenanschrift:
Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen,
Lehrstuhl für Technologie der Fertigungsverfahren, Steinbachstr. 19, 52074 Aachen

Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Dr. h.c. F. Klocke
Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.Ing. D. Trauth*,
Dr.-Ing. A. Feuerhack, Dr.-Ing. P. Mattfeld.

*D.Trauth@wzl.rwth-aachen.de, Tel: 0241 – 80 27999
Inhalt Zusammenfassung
Die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit tribologischer Systeme für die Umformtechnik, insbesondere bei der Blechumformung von Edelstahlblechen steigen infolge ökologischer Restriktionen und hoher tribologischer Prozesslasten. Dies erfordert die Erforschung alternativer tribologischer Konzepte. In Vorarbeiten wurde gezeigt, dass durch Oberflächenstrukturen, die durch maschinelles Oberflächenhämmern auf Tiefziehwerkzeugen erzeugt wurden, der Reibwert im Vergleich zu einem geschliffenen Referenzversuch um bis zu 58 % reduziert werden konnte. Dies wird durch Schmierstofftascheneffekte und eine reduzierte wahre Kontaktfläche erklärt. Aufgrund der reduzierten Kontaktfläche und somit höheren Kontaktnormalspannungen steht die Verschleißbeständigkeit der Strukturen im Vordergrund dieser Arbeit. Hierfür werden Verschleißuntersuchungen mithilfe einer Streifenziehversuchsanlage über 500 Wiederholungen durchgeführt und die Reibwert- und Verschleißentwicklung ausgewertet. Zur Steigerung der Verschleißbeständigkeit wird zusätzlich die Verbundhaftung zwischen oberflächengehämmerten Strukturen und einer Werkzeugbeschichtung analysiert.

Abstract
Demands concerning the performance of tribological systems for metal forming, especially in forming of stainless steel, increase due to ecological restrictions or higher tribological process loads. This requires the development of alternative tribological systems. It could be shown in preliminary work that surface structures manufactured by the incremental forming process machine hammer peening (MHP) on deep drawing tools have the potential to reduce friction in strip drawing test by about 58 % in comparison with a ground reference surface. This is explained by the effect of lubricant pockets and a reduced true contact area in the interacting zone. However, due to the effect of a reduced contact area and, thereby, increased contact pressures, the wear resistance of these surface structures is of main concern for the effectiveness of their application in deep drawing. In order to investigate this, strip drawing tests with MHP structured surfaces are performed over a minimum of 500 repetitions for the evaluation of friction and wear characteristics. Additionally, the compound adhesion between the surface structures and a coating is investigated to improve their wear resistance.
Datum 2014