Entwicklung eines Oberflächenkonzepts für Aluminiumdruckgussformen mittels Verschleißschutzschichten zur Reduzierung von Trennmittelauftrag und Sprühkühlung auf ein Nullniveau

Viac o knihe

Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines „kühl- und trennmittelfreien Druckgussprozesses“. Die Trennwirkung zwischen Aluminiumlegierung und Druckgussform soll durch Hartstoffschichten anstelle von Trennmitteln erzeugt werden, die mittels PVD- oder PACVD-Verfahren aufgebracht werden. Eine „belastungsorientierte Schichtauswahlsystematik“ wird entwickelt, um zu klären, welche Schichten besonders für den Al-Druckgussprozess geeignet sind. Zunächst werden primäre Schädigungsmechanismen des Prozesses durch die Methode der „Analyse“ ermittelt. Auf Basis dieser Ergebnisse werden Prüfstände entwickelt, die die Belastungen des Al-Druckgussprozesses simulieren. Eine gewichtete Bewertungsmatrix hilft dabei, ideale Schichten für den Al-Druckguss zu identifizieren. In der abschließenden Phase der „Synthese“ werden die Erkenntnisse über die Widerstandsfähigkeiten der Beschichtungen den verschiedenen Bereichen der Druckgussform zugeordnet. Da die externe Kühlung durch den Wegfall des Kühlmittelauftrags verringert wird, muss die interne Formkühlung leistungssteigernd angepasst werden. Hierbei kommen konstruktive Methoden zum Einsatz, um eine oberflächennahe und großflächige Wärmesenke in der Druckgussform zu schaffen. Ziel ist es, einen quasistationären Wärmehaushalt der Form ohne den Einsatz von Kühlflüssigkeit zu erreichen.