Erhöhung der Verschleißbeständigkeit von Schmiedewerkzeugen durch Einsatz eines intelligenten Warmarbeitsstahls in Kombination mit einer werkstoffspezifisch angepassten Nitrierbehandlung

In dem Forschungsvorhaben wird das Ziel verfolgt, die Verschleißbeständigkeit von Schmiedewerkzeugen durch Verwendung eines intelligenten Warmarbeitsstahls in Kombination mit einer werkstoffspezifisch angepassten Nitrierbehandlung zu erhöhen. Schmiedewerkzeuge aus dem intelligenten Warmarbeitsstahl besitzen eine hohe Verschleißresistenz in thermomechanisch hochbelasteten Werkzeugbereichen. Dies ist auf den legierungsspezifischen Mechanismus der zyklischen Randschichthärtung zurückzuführen, der für einen fortwährenden Schutz dieser verschleißgefährdeten Bereiche sorgt. Aufgrund der variierenden Beanspruchungen am Werkzeug ist die gesteigerte Verschleißresistenz jedoch lokal beschränkt.

Zur Realisierung eines globalen Verschleißschutzes sollen die Schmiedewerkzeuge aus dem intelligenten Warmarbeitsstahl in diesem Forschungsvorhaben einer Randschichtbehandlung durch Nitrieren unterzogen werden, so dass eine Erhöhung der Verschleißbeständigkeit thermomechanisch gering belasteter Bereiche gewährleistet wird. Neben der Charakterisierung des Umwandlungs- und Werkstoffverhaltens liegen wesentliche Schwerpunkte des Forschungsvorhabens auf der Entwicklung einer auf den intelligenten Warmarbeitsstahl angepassten Nitrierbehandlung sowie der Ermittlung der Leistungsfähigkeit der randschichtbehandelten Schmiedewerkzeuge aus dem intelligenten Warmarbeitsstahl in Modellversuchen und der industriellen Praxis. Die angestrebten Ergebnisse tragen dazu bei, den Mechanismus der zyklischen Randschichthärtung in Kombination mit einer Nitrierschicht effizient zu nutzen. Kleine und mittlere Unternehmen der Stahlerzeugung und -verarbeitung erhalten eine neue Wissensbasis für die Entwicklung neuartiger, an Prozesse der Umformtechnik angepasster Werkstoffe und Werkzeuge, gewinnen die Möglichkeit neue Produkte auf dem Markt abzusetzen und profitieren von den Ergebnissen in Form einer effektiven Verschleißschutzmaßnahme zur Steigerung der Standmenge von Werkzeugen der Warmmassivumformung.