Anwendung der Laserimplantation zur Strukturierung verschleißgefährdeter Umformwerkzeuge

  • In einer Vielzahl technischer Anwendungen spielt die Aufrechterhaltung eines definierten Reibungs- und Verschleißverhaltens zwischen bewegten Oberflächen für die Sicherheit und Funktionalität eine ent-scheidende Rolle. Die Oberflächentechnik versucht durch geeignete Verfahren die Randschichten zu ertüchtigen, um Reibung und Verschleiß zu kontrollieren. Eine Verbesserung der Materialeigenschaften kann durch flächige Beschichtungen erreicht werden. Zusätzlich ermöglichen Oberflächenstrukturierun-gen breite Möglichkeiten zur Beeinflussung des Schmierungszustandes bzw. der Kontaktbedingungen. Neben immateriellen Strukturen bieten ebenfalls erhabene Mikrostrukturen großes Potenzial zur Beein-flussung des tribologischen Verhaltens. Ihr Einsatz ist aufgrund der Verschleißproblematik erhabener Strukturen, sowie verschiedener technischer als auch wirtschaftlicher Problemstellungen, bei ihrer Her-stellung momentan limitiert. In diesem Beitrag wurde das Verfahren derIn einer Vielzahl technischer Anwendungen spielt die Aufrechterhaltung eines definierten Reibungs- und Verschleißverhaltens zwischen bewegten Oberflächen für die Sicherheit und Funktionalität eine ent-scheidende Rolle. Die Oberflächentechnik versucht durch geeignete Verfahren die Randschichten zu ertüchtigen, um Reibung und Verschleiß zu kontrollieren. Eine Verbesserung der Materialeigenschaften kann durch flächige Beschichtungen erreicht werden. Zusätzlich ermöglichen Oberflächenstrukturierun-gen breite Möglichkeiten zur Beeinflussung des Schmierungszustandes bzw. der Kontaktbedingungen. Neben immateriellen Strukturen bieten ebenfalls erhabene Mikrostrukturen großes Potenzial zur Beein-flussung des tribologischen Verhaltens. Ihr Einsatz ist aufgrund der Verschleißproblematik erhabener Strukturen, sowie verschiedener technischer als auch wirtschaftlicher Problemstellungen, bei ihrer Her-stellung momentan limitiert. In diesem Beitrag wurde das Verfahren der Laserimplantation angewandt, um ebendiese Problemstellun-gen zu überwinden. Das Verfahren basiert auf einem lokalisierten Dispergieren von Hartstoffpartikeln, wodurch erhabene und separierte Oberflächenstrukturen hoher Verschleißfestigkeit in einem Fertigungs-schritt erzeugbar sind. Hierfür wurde erstmalig ein gepulster Faserlaser mit hoher Strahlqualität, zur Er-zeugung punkt- und linienförmiger Mikrostrukturen, angewandt. Versuche wurden auf dem Kalt-arbeitsstahl X153CrMoV12, unter Anwendung von Titandiborid als Hartstoff, durchgeführt. Anhand von Härtemessungen konnte gezeigt werden, dass sowohl punkt- als auch linienförmige Strukturen mit Här-ten über 1000 HV1 und einer feinkörnigen Mikrostruktur mit feinverteilten Hartstoffpartikeln herstellbar sind. Des Weiteren war es möglich die Implantgeometrien, welche an Querschliffen und durch Weißlicht-interferometeraufnahmen erfasst wurden, durch die Pulsleistung und Pulsdauer zu steuern.zeige mehrzeige weniger

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Metadaten
Autoren/innen:Felix Spranger
Koautoren/innen:Kai Hilgenberg, Michael Rethmeier
Dokumenttyp:Vortrag
Veröffentlichungsform:Präsentation
Sprache:Deutsch
Jahr der Erstveröffentlichung:2017
Organisationseinheit der BAM:9 Komponentensicherheit
9 Komponentensicherheit / 9.3 Schweißtechnische Fertigungsverfahren
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Laserimplantation; Oberflächenstrukturierung
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Materialien und Stoffe
Veranstaltung:BAM Alumni Kolloquium 9.3 (2017)
Veranstaltungsort:Berlin, Germany
Beginndatum der Veranstaltung:24.11.2017
Enddatum der Veranstaltung:25.11.2017
Verfügbarkeit des Volltexts:Volltext-PDF im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:15.12.2017
Referierte Publikation:Nein