Tribologisch optimierte Werkzeugoberflächen für die Umformung von Ti(Al)-Legierungen bis zu 1.250°C

Das Projekt TiAlHighEnd beschäftigt sich mit der wirtschaftlichen Umformung von Titan und Titanlegierungen bei hohen Temperaturen. Ziel ist es, Werkzeugwerkstoffe für extreme Umformbedingungen durch oberflächentechnische Verfahren gezielt zu optimieren. Durch die Modifikation der Oberflächen werden sowohl die Reibwerte deutlich reduziert als auch die Härte signifikant gesteigert, wodurch die Standzeit der Werkzeuge verbessert wird.

Im Rahmen des Projekts wurden verschiedene Hochtemperaturwerkstoffe untersucht, darunter Molybdän-Basislegierungen (TZM, MHC), Nickel-Basislegierungen (Nimonic75) und Cobalt-Basislegierungen (Stellite). Diese Werkstoffe wurden mittels Plasmanitrieren und Gasborieren behandelt, was zu einer Erhöhung der Oberflächenhärte um 400–800 % führte. Gleichzeitig konnten die Reibwerte gegen TiAl bei 950 °C signifikant gesenkt werden, was eine effizientere und verschleißärmere Umformung ermöglicht.

Ein zentraler Bestandteil des Projekts war die praxisnahe Erprobung der optimierten Werkstoffe in einer Umformpresse. Dabei konnte die Warmumformung von Titanlegierungen bei Temperaturen bis zu 1250 °C erfolgreich durchgeführt werden. Die Erkenntnisse aus TiAlHighEnd tragen dazu bei, die Verarbeitung von Titanwerkstoffen wirtschaftlicher und langlebiger zu gestalten und eröffnen neue Potenziale für industrielle Anwendungen.