Entwicklung einer selektiv thermisch oxidierten α-Fe2O3 -Werkzeugbeschichtung als reibungsarme Verschleißschutzschicht beim schmierstofffreien Tiefziehen von Blechbauteilen

In der vorliegenden Arbeit wurde ein Schmierstoffersatz für Tiefziehprozesse in Form von selektiv thermisch oxidierten Werkzeugoberflächen entwickelt. In diesem Zusammenhang wurden verschiedene Atmosphären und Methoden zur selektiven Oxidation der Werkzeugoberflächen untersucht. Die erzeugten Oxidsysteme wurden charakterisiert und mittels hochauflösender Analytik analysiert, um ihre tribologischen Eigenschaften zu untersuchen und zu klassifizieren. Basierend auf niedrigen Reibungskoeffizienten wurde ein α-Fe2O3-Schichtsystem gewählt, das sich für anwendungsunabhängige Tiefziehprozesse als vielversprechend erwies. Nach tribologischen Verschleißuntersuchungen wurde mithilfe von FE-Analysen ein modulares Werkzeugkonzept entwickelt, das die Installation oxidierter Einsätze in definierten Abschnitten des Werkzeugs ermöglicht. Hierdurch konnte die Anwendbarkeit des entwickelten Schichtsystems validiert werden.