Umformverhalten von oberflächenveredelten Feinblechen aus Aluminiumlegierungen unter besonderer Berücksichtigung der tribologischen Verhältnisse

Die hier vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, das tribologische Verhalten verschiedener oberflächenveredelter Aluminiumblechvarianten zu ermitteln. Zum Einsatz kamen die Modellversuche Streifenziehversuch ohne Unilenkung und der am Institut entwickelte modifizierte Duncan-Shabel-Test. Insgesamt standen zehn verschiedene Beschichtungsvarianten zur Verfügung.
Die Chromatierung bietet bei der Ziehteileherstellung nur geringfügige tribologische Vorteile, wohingegen eine Phosphatierung oder eine künstliche Anodisation der Oberfläche ein besseres Adhäsionsverhalten gegenüber dem unbeschichteten Aluminiumblech zur Folge haben.
Chromfreie Konversionsbehandlungen sind aufgrund der sehr dünnen Schicht ebenfalls anfällig für das Auftreten von Adhäsionserscheinungen.
Demgegenüber erscheinen Bonazinc-Beschichtungen aus ziehtechnischer Sicht sehr interessant. Selbst bei hohen Flächenpressungen unter dem Niederhalter bricht das Tribosystem nicht zusammen und es kommt nicht zu Kaltverschweißungen zwischen Blech und Werkzeug. Je nach Beschichtungsart bzw. Wahl der Bonazinc-Beschichtungsvariante ergeben sich unter sonst gleichen Bedingungen unterschiedliche Reibungszahlen. Diese Reibungszahlen sind vergleichsweise hoch.
Die auf Acrylatbasis hergestellte organische Beschichtungsvariante Wasserprimer ist aufgrund der Ergebnisse eine interessante Alternative zu Bonazinc, insbesondere auch deshalb, weil es sich hierbei um einen elektrisch leitfähigen Primer handelt.
Die aus Polyurethan hergestellte Beschichtungsvariante Chip-resistent zeigt ebenfalls ein gutes Reibungs- und Adhäsionsverhalten, die Steuerung des Materialflusses unter dem Niederhalter wird bei Verwendung dieser Variante allerdings schwierig.
Bei allen Beschichtungsvarianten ist eine genaue Abstimmung des Werkzeugwerkstoffes und der Legierungselemente des eingesetzten Schmierstoffes erforderlich. Es lassen sich keine generellen Aussagen über optimale Schmierstoffe und Werkzeugwerkstoffe machen.
Im weiteren Schritten muss eine genaue Untersuchung des Tiefziehverhaltens oberflächenveredelter Aluminiumbleche vorgenommen werden. Neben dem tribologischen Verhalten müssen Gesichtspunkte wie
• Haftung der Schicht beim Umformen
• Abrieb, Verschleiß
• Lackierverhalten
• Reproduzierbarkeit der Beschichtung
• Fügetechnik
• Verträglichkeit mit anderen Werkstoffen
beachtet werden.