446 Prakt. Met. Sonderband 38 (2006)
Dauer scherender Beanspruchung wird als Thixotropie bezeichnet und ist durch sein
scherzeitabhangiges FlieRverhalten charakterisiert.
Prozessbedingt stellt das Thixoforming besonders hohe Anspriiche an die Werkzeugober-
flächen, denn die verschleißende Wirkung der mit hoher Geschwindigkeit in das Werkzeug
unter Druck einströmenden Fest-Flüssig-Suspension ist erheblich. Andererseits wird von
den erzeugten Bauteilen auch nach hohen Stückzahlen noch eine gute Maßhaltigkeit und
Oberflächengüte erwartet, um teure Nachbearbeitung zu vermeiden. Die Verwendung von
Trenn- und Schmiermitteln ist wegen der Beeinträchtigung der Oberflächenqualität und
aus Umweltgründen möglichst zu vermeiden.
Insbesondere für Werkzeuge größerer Dimension zum Thixoforming von Stahl eignet sich
Siliciumnitrid (Si3N4) wegen seiner exzellenten Wärmeleitfähigkeit, seiner hohen Härte und
Festigkeit. SisN4 ist auch in Bezug auf Hochtemperatureigenschaften und insbesondere
der Temperaturwechselbestandigkeit dem Al,O3 Uberlegen. Die bisherigen Formgebungs-
versuche zeigen einen guten Korrosionswiderstand des eingesetzten Werkstoffs unter den
herrschenden Prozessbedingungen. Im Prozess allerdings treten tribochemische Reakti-
onsschichten an der Grenzflache SisN4-Stahl in Erscheinung, die hier genauer charakteri-
siert werden sollen.
2. EXPERIMENTELLES
In Zusammenarbeit mit dem Institut fir Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) der
Universitat Hannover wurden Thixoschmiedeversuche mit Gesenken aus Siliziumnitrid
durchgeflhrt. Hierfir wurde ein Al,O3/Y,03-dotiertes Material SL 200b der Fa. CeramTec,
Plochingen, verwendet [2]. Mit den Hartmetall-armierten Gesenken von 154 mm Durch-
messer und 30 mm Héhe wurden 30 Schmiedezyklen mit 70MnVS5-Stahl (Tabelle 1) bei
einer Kontakttemperatur von 1430°C (Bolzeneinlegetemperatur) und einer Umformtempe-
ratur von etwa 1370°C durchgeführt. Um den Grad des Verschleißes und mögliche tribo-
chemische Reaktionen ermitteln zu können, wurden die eingesetzten Gesenke mit Hilfe
der Lichtmikroskopie und insbesondere mit dem Rasterelektronenmikroskop (LEO 440
SEM) untersucht. Die Bilder 1 und 2 zeigen ein Obergesenk vor und nach dem Einsatz.
Bild 1: Obergesenk vor dem Einsatz Bild 2: Obergesenk nach dem Einsatz.
