Nanopartikelbasierte Schutzschichten für die Warmblechumformung

In dieser Arbeit wird ein neuartiges Oxidationsschutzsystem für das Presshärten von Stahlbauteilen auf Basis von oxidischen Nanopartikeln entwickelt und hinsichtlich der geforderten Eigenschaften für den Presshärteprozess und die folgenden Weiterverarbeitungsschritte untersucht. Bei dem Schichtsystem, den sog. "Multilayer-Ceramic-Coatings" (MLCC), handelt es sich um einen mehrschichtigen Aufbau, bei dem jeder Schicht eine andere Aufgabe/Eigenschaft zukommt. Während die Grundschicht einen Haftverbund zum Substrat herstellen und durch frühzeitiges Erweichen den Oxidationsschutz sowie die Umformung verbessern soll, ist es die Aufgabe der Deckschicht, Anhaftungen an Ofenrollen bzw. Manipulatoren oder dem Werkzeug zu vermeiden und einen weiteren Oxidationsschutz zu gewährleisten. Zusätzlich kann eine weitere Schicht als Haftvermittler aufgetragen werden.

Die Beschichtung kann das Substrat während des Austenitisierens bei 950°C für das Presshärten vor Oxidation schützen und auch größtenteils rissfrei umgeformt werden. Ausbrüche der Beschichtung können, je nach Beschichtungs- und Austenitisierbedingungen, weitestgehend vermieden werden.

Obwohl sich die Beschichtungen mittels Widerstandspunkt- und Laserstrahlschweißen fügen lassen, ist die Schweißeignung auf Grund des geringen Schweißbereiches als nicht zufriedenstellend zu bezeichnen, was durch die schlechte Leitfähigkeit der Beschichtung zu begründen ist. Dennoch kann eine KTL-Schicht aufgetragen werden, die als Gesamtsystem zu einer guten Korrosionsbeständigkeit in wässrigen Medien führt.