Wegen der Kombination besonders hoher Festigkeit mit geringer Materialstärke werden hochfeste Stähle zum Herstellen leichter Strukturbauteile eingesetzt – beispielsweise in der Automobilindustrie. Zum Umformen wird üblicherweise das Presshärten verwendet. Dabei muss vor dem Umformvorgang eine Schutzschicht auf das Blech aufgebracht werden, die in der Regel aus Zn oder AlSi besteht. Diese Schicht erzeugt jedoch häufig Rissbildungen im Werkstück, was sich negativ auf die Lebensdauer des Bauteils auswirkt.
Um die Lebensdauer der Bauteile zu verlängern, hat die Neue Materialien Bayreuth zusammen mit dem Unternehmen Formtech Werkzeug- und Formenbau im Rahmen eines Förderprojekts neue und maßgeschneiderte Beschichtungswerkstoffe entwickelt. Der Ansatz des Projektes bestand darin, als Beschichtungsverfahren das Thermische Spritzen einzusetzen. Dieses ermöglicht nicht nur den Schichtauftrag selbst, sondern auch das Herstellen eines neuartigen Schichtmaterials während des Spitzprozesses.
Durch Aufschmelzen unterschiedlicher Ausgangsmaterialien können gezielt Legierungen für die Beschichtung in-situ erzeugt werden. Dies erweitert die bei der konventionellen Beschichtung begrenzte Auswahl an Werkstoffen. Ein noch größeres Potenzial eröffnet der Einsatz des Thermischen Spritzens aber, wenn die metallischen Schutzschichten für das zu beschichtende Blech maßgeschneidert legiert werden.
Die in dem Projekt entwickelten Werkstoffe basieren auf der Modifizierung von Al-Si-X-Werkstoffen, mit der die thermischen und mechanischen Schutzeigenschaften der hochfesten Bleche sowohl beim Umformen, als auch beim fertigen Bauteil verbessert werden können. Ein weiteres Ergebnis des Projekts ist ein erhebliches Kostensenkungspotenzial für das Beschichtungsmaterial und den Beschichtungsprozess. Die mit den entwickelten Werkstoffen beschichteten Stahlbleche wurden durch Blechwarmumformung umgeformt und erfolgreich getestet. Im Vergleich zum Stand der Technik ist bei den neuen Schutzschichten weniger Rissbildung zu beobachten.
Bild oben: Hochfester Stahl mit maßgeschneiderter Schutzschicht (Quelle: NMB)
Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung
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