Prakt. Met. Sonderband 30 (1999) 539
Hs. yg Laserlegieren von Mehrstoffaluminiumbronzen
I Vilseck
Kick Gerlinde Winkel, Gunter Benkißer; Universität Rostock
Forschungs. 1. Einleitung . } )
01 0 Mehrstoffaluminiumbronzen weisen im Kontakt mit Stihlen und Kunststoffen ein günstiges Rei-
; bungs- und Verschleißverhalten auf. Mit steigendem Al-Gehalt nehmen in diesen Legierungen Fe-
stigkeit und Härte zu, womit auch eine Erhöhung des Widerstandes bei Verschleißbeanspruchung
einhergeht. Aus diesem Grund werden für Umformwerkzeuge Legierungen mit Al-Gehalten von et-
wa 12-15 %' angewendet. Die hochverschleißfesten Mehrstoffaluminiumbronzen (Tab. 1, Legierung
Surface C) haben durch die hohen Festigkeiten die Möglichkeit des Spannungsabbaus durch plastische Ver-
cin en formung nahezu verloren. Durch ihre Sprödigkeit ist z.B. eine mechanische Bearbeitung nur mit
A Spezialwerkzeugen möglich. Legierungen mit hohem Verformungsvermögen (Tab. 1, Legierungen A
ee und B) lassen sich relativ einfach mechanisch bearbeiten, weisen jedoch fiir die Umformtechnik wie-
; derum nicht die nötige Härte auf.
UPA chap Mechanischer Verschleiß findet in der Randschicht eines Bauteils statt. Ideal fiir Umformwerkzeuge
sind Bauteile, die eine hochverschleißfeste, harte Randschicht bei zähem, festen Kern aufweisen. Sol-
boo che Kombination von Rand- und Kerneigenschaften ist fiir die Mehrstoffaluminiumbronzen weder
schmelzmetallurgisch noch durch Wirmebehandlungen zu realisieren. Hier bieten sich Techniken der
Oberflichenbehandlung an, z.B. die der Lasertechnik. Geeignete Verfahren sind das Umschmelzen
der Oberfläche (thermisch) und das partielle Legieren bzw. Dispergieren mit dem Laserstrahl (ther-
mochemisch), um die Randschichteigenschaften zu modifizieren. Durch die Anwendung dieser Ver-
fahren ist es nicht mehr erforderlich, die chemische Zusammensetzung des gesamten Werkstücks
durch die in der Randschicht benötigten Eigenschaften vorzugeben.
Eigene Untersuchungen zeigten, dal durch ein Umschmelzen der Oberfliche mit dem CO,-Laser in
m REM für Mehrstoffaluminiumbronzen maximal ein Härtezuwachs von 100 % möglich ist /4/. Die Ursache
ktische dafür ist darin zu sehen, daß die Wirkung der thermischen Verfahren begrenzt ist durch die Erstar-
rungsbedingungen und das Umwandlungsverhalten des Werkstoffs im festen Zustand. Signifikante
yi etfecis on Eigenschaftsinderungen bewirken erst die thermochemischen Verfahren.
Size on
. Legierunyg
Figenschaft 4 B | i
GM ASF NT GCN ERE TY Al eh
Zugfestigkeit R, Mboy S88 fF GIO A
Strechgremse Rn, MPa) | 23 7 26 CC 49
Harte N In RE.
Korbach fern eit EV IT oo Tg i - BET
72 eigene Untersuchungen 3) Werte aus /1-
Tab.1: Vergleich der mechanischen Eigenschaften von Mehrstoffaluminiumbronzen im
Gußzustand mit unterschiedlichen Al-Gehalten
* soweit nicht gesondert vermerkt gelten die Angaben in wt-%
