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    Item-typ:Veröffentlichung,
    Lubricant-free tribology concepts for cold extrusion by interaction-reduced surfaces
    The currently most effective approach for reduction of friction and wear in cold forging is the application of lubricants. Scope of the present study is the design and realization of a surface modification concept for form ing tools to enable the cold extrusion of aluminum in absence of lubricants. By quantum-mechanical guided design of wear resisting layers with reduced interaction, minimization of adhesion as the main wear mechanism is aspired. Through smoothing of roughness peaks and topography homogenization the laser assisted surface modification of the tools systematically aims at minimization of abrasive wear and thus less wear particles that act as nuclei for adhesive processes. Evaluation of the developed structures and layers is carried out on a newly designed torsion-tribometer, which enables the free scaling of contact stress and slide path combined with a certain amount of surface expansion. The report first gives an insight into the current state of the art, analyses the load case during cold extrusion and derives suitable tribological experiments for the characterization of adequate surface modifications. Subsequently, laser polishing and structuring processes are presented and, based on a quantum mechanical calculation of the interaction between tool and workpiece (aluminum), a possible solution concept by the use of self-assembling monolayers is presented. Finally, the methods are combined and their influence on adhesive wear is highlighted in tribological tests.
    Wissenschaftlicher Artikel
      503  308
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    Item-typ:Veröffentlichung,
    Untersuchung zur Oberflächenmodifikation mittels Laserpolieren für das schmiermittelfreie Kaltfließpressen von Aluminium
    (2015) ; ;
    Temmler, André
    ;
    Poprawe, Reinhart
    ;
    Teller, Marco
    Der dominierende Verschleißmechanismus beim Kaltumformen von Aluminium ist das Kaltverschweißen des Werkstoffs auf der Werkzeugoberfläche aufgrund hoher Adhäsionsneigung. Zur Verschleißminderung werden typischerweise große Mengen von Schmierstoffen eingesetzt, welche jedoch anschließend entfernt werden müssen und häufig umwelt- und gesundheitsschädigend sind. Für die Trockenumformung, d.h. die Umformung unter Verzicht auf Schmierstoffe, besteht daher sowohl aus ökonomischer als auch als ökologischer Sicht großer Bedarf. In dieser Arbeit werden Untersuchungen zum Einfluss der spektralen Rauheitsverteilung von laserpolierten Probenkörpern aus DIN 1.2343 (X37CrMoV5-1) und DIN 1.2379 (X153CrMoV12) auf die adhäsiven Verschleißeigenschaften unter Trockenumformbedingungen bei Kontakt mit Reinaluminium vorgestellt. Durch die Modifikation von Oberflächenstrukturen in unterschiedlicher Ortswellenlän-genbereichen mittels Makropolitur mit kontinuierlicher Laserstrahlung und Mikropolitur mit gepulster Laserstrahlung werden Oberflächen mit gezielt eingestellten Verteilungen der spektralen Rauheit erzeugt, welche anschließend mit einem Druck-Torsions-Tribometer geprüft werden. Zur Analyse des adhäsiven Verschleißes werden die Kontaktflächen vor und nach dem Tribometertest optisch vermessen. Die Bewertung der Oberflächenmodifikation erfolgt anhand der spektralen Rauheitsverteilung und der Charakterisierung des adhäsiven Verschleißverhaltens.
    Wissenschaftlicher Artikel
    Band:
      578  184