Oberflächenmodifizierung und Entwicklung einer Auswertemethodik zur Verschleißcharakterisierung im Presshärteprozess

Abstract

Das wachsende Umweltbewusstsein und der stetige Anstieg der Fahrzeugzahlen stellen in der Automobilindustrie zentrale Herausforderungen dar, um neue Fahrzeugkonzepte zu entwickeln. Zur Sicherstellung der Insassensicherheit bei gleichzeitiger Gewichtsreduktion findet als etabliertes Fertigungsverfahren das Presshärten Anwendung. Im Vergleich zu konventionellen Umformverfahren sind die Werkzeuge aufgrund der hohen thermo-mechanischen Beanspruchungen massiven Verschleißerscheinungen ausgesetzt. Um eine gleichbleibende Bauteilqualität sicherzustellen und den Wartungsaufwand zu reduzieren, ist ein geeigneter Verschleißschutz der Werkzeuge erforderlich. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei Ansätze verfolgt, um die Verschleißbeständigkeit von Presshärtewerkzeugen zu erhöhen. Zu diesem Zweck kam das Laserstrahllegieren sowie das Oberflächenbeschichten zum Einsatz. Der Fokus der Untersuchungen lag darauf, den Einfluss unterschiedlicher Legierungselemente und Elementkonzentrationen auf das Verschleißverhalten abzuleiten. Ein weiterer wesentlicher Bestandteil der Arbeit lag in der Entwicklung einer Auswertemethodik zur quantitativen Beschreibung des Oberflächenverschleißes, wodurch eine Bewertung der modifizierten Oberflächen im Hinblick auf die Verschleißneigung ermöglicht wurde. Im letzten Schritt erfolgte zur Sicherstellung der Anwendbarkeit der Oberflächenmodifizierung für den Presshärteprozess eine Übertragbarkeit auf einfache Bauteilgeometrien.