Prakt. Met. Sonderband 41 (2009) 151
Einfluss verschiedener moderner Oberflächenbehandlungsverfahren
auf die Lebensdauersteigerung von Druckgießformen
Claudia Ernst, Svenja Richert
Deutsche Edelstahlwerke GmbH, Witten
1. Einleitung
Beim DruckgieBverfahren wird fliissiges Metall unter hohem Druck und einer sehr groBen Ge-
schwindigkeit in eine Dauerform verpresst. Während des Prozesses unterliegen die Werkzeuge aus
Warmarbeitsstahl häufig komplexen Belastungen mechanischer- und thermischer Art [1]. Die
Hauptursache für den Ausfall einer Druckgussform ist das Auftreten von Thermoschockrissen, die
vielfach auch als Brandrisse bezeichnet werden. Ursache hierfür sind zyklische Spannungen, die
durch Temperaturwechsel der Werkzeugoberfläche im Betrieb hervorgerufen werden. Das sich da-
durch ausbildende charakteristische Rissnetzwerk auf den Formoberflächen führt zu schlechter Ent-
formbarkeit und erhöhter Nacharbeit der gegossenen Bauteile und begrenzt somit die Lebensdauer
der Formen. Eine verbesserte Thermoschockbeständigkeit mit dem Ziel einer Standzeitsteigerung
zählt daher zu den Anforderungen, die von Firmen aus dem Druckgießbereich gestellt werden.
Möglichkeiten zur Verbesserung der Lebensdauer basieren entweder auf Legierungsmodifikationen
der Warmarbeitsstähle und/oder oberflächentechnischen Maßnahmen [2, 3].
In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, inwieweit sich die Lebensdauer von Druckgießformen
durch verschiedene Oberflächenschichtsysteme beeinflussen lässt. Die Auswahl der Schichten er-
folgte unter der Maßgabe, dass neben der Verschleißbeständigkeit auch die Eigenspannungsaus-
bildung mit Berücksichtigung finden sollte.
2. Versuchswerkstoffe und Versuchsdurchfiihrung
Am Beispiel der von den Deutschen Edelstahlwerken vertriebenen siliziumhaltigen Warmarbeits-
stihle (Tabelle I) Thyrotherm E38K (1.2340), Thyrotherm 2367 (1.2367) und Thyrotherm 2344
(1.2344) wurde der Einfluss von verschiedenen Oberflichenbehandlungsverfahren auf die Steige-
rung der Lebensdauer von Druckgießformen unter besonderer Berücksichtigung metallographischer
Untersuchungsverfahren untersucht. Die Untersuchung erfolgte in Kooperation mit den Firmen
Deutsche Edelstahlwerke Härterei Technik GmbH, Lüdenscheid, PlaTeG GmbH, Siegen, und Bor-
Tec GmbH. Hürth. sowie den Fachhochschulen Iserlohn und Bochum.
Der Werkstoff Thyrotherm E38K ist ein universell einsetzbarer Warmarbeitsstahl, der im Vergleich
zu anderen Druckgießformenstählen das höchste Zähigkeitspotential aufweist. Dieser Vorteil wirkt
sich besonders bei dem Bau großer Druckgießformen aus. Der Warmarbeitsstahl Thyrotherm 2367
wird wegen seiner guten Warmfestigkeit und hohen Anlass- sowie Thermoschockbeständigkeit be-
sonders für Strangpress- und Schmiedewerkzeuge eingesetzt. Der Stahl Thyrotherm 2344 ist auf-
