Eignung von wasserstoffhaltigen amorphen Kohlenstoffschichten zur Verschleißreduzierung in der Halbwarmmassivumformung

Die Halbwarmmassivumformung stellt aufgrund guter Bauteileigenschaften eine interessante Alternative zur Warmmassivumformung dar. Angesichts der geringeren Umformtemperatur und der dadurch erhöhten Fließspannung des umzuformenden Materials verschiebt sich das Beanspruchungskollektiv im Gesenk zu höheren mechanischen und geringeren thermischen Beanspruchungen. Um Verschleiß entgegenzuwirken, sind entsprechend angepasste Gesenkmaterialien und Verschleißschutzschichten notwendig. Aufgrund ihrer hohen Härte und ihres guten Reibverhaltens scheinen wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschichten für dieses Anwendungsgebiet geeignet zu sein. Verschiedene wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschichten wurden auf Gesenke abgeschieden und deren Verschleiß nach Durchführung von Massivumformversuchen charakterisiert. Die Ergebnisse belegen die Eignung der Schichten als Verschleißschutzschicht für das genannte Beanspruchungskollektiv. Für eine mit 40 At-% Chrom dotierte wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschicht konnte nachgewiesen werden, dass diese einen effektiven Verschleißschutz bis zu einer Umformtemperatur von 950 °C bietet. Hierbei resultieren am Gesenk Oberflächentemperaturen bis etwa 510 °C.