témavezető: Marosné Berkes Mária
helyszín (magyar oldal): Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet helyszín rövidítés: ATI
A kutatási téma leírása:
Az autóipari karosszéria- és szerkezeti elemek előállításakor használt lemezalakító szerszámokkal szembeni elvárás, hogy a nagy húzó- és nyomószilárdság, keménység illetve egyidejű szívósság mellett a megmunkáláskor fellépő jelentős tribológiai igénybevételekkel szemben is ellenállóak legyenek. A súrlódási-kopási károsodások különösen megnövekedhetnek a korszerű nagyszilárdságú lemezanyagok megmunkálásakor, ahol növelt alakítási teljesítményekre van szükség. A kopásos tönkremenetel típusa és mértéke függ a megmunkálási eljárás módjától, az ebből következő szerszám kialakítástól és a jellemző igénybevételektől. Ezek mellett jelentősen függ a megmunkálandó anyag minőségétől, mechanikai tulajdonságaitól és tribológiai viselkedésétől. Például alumínium ötvözetek és ausztenites acélok esetén adhéziós, míg nagyszilárdságú acélok esetén inkább abrazív kopás kontrollálja a károsodási folyamatot. Ezek csökkentése valamint az alakítási folyamat optimalizálása és a szerszám élettartamának növelése céljából hatékonyan alkalmazhatók a különféle PVD és CVD bevonatok, amelyek mind anyagukban, felépítésükben, mind a bevonatkészítési technológia és az elért felületi tulajdonságok tekintetében igen változatosak lehetnek. A bevonatkészítés során a legfontosabb tulajdonságváltozások a súrlódási együttható csökkentése, valamint az abrazív és/vagy adhéziós kopással szembeni ellenállás növelése. A bevonatok teljesítőképességét, alkalmazásuk eredményességét a felületi keménység mellett jelentősen befolyásolja többek között a szubsztrát és a bevonat között kialakuló kötési szilárdság, és a bevonati réteg(ek)ben kialakuló maradó feszültségek.
Jelen doktori téma alapvető célkitűzése nagyszilárdságú autóipari lemezanyagok megmunkálásakor használt szerszámanyagok kemény és szuperkemény bevonatainak elméleti és kísérleti vizsgálata.
A doktori kutatómunka során megoldandó legfontosabb feladatok az alábbiak:
- Elméleti kutatómunka keretében a vonatkozó anyagtípusok, legfontosabb lemezalakító technológiáik és a megmunkáláskor fellépő károsodási folyamatok áttekintése, különös tekintettel a különféle tribológiai károsodások anyag-specifikus összefüggéseire;
- A vonatkozó szerszámanyagok tribológiai teljesítőképességét javító bevonattípusok és előállítási technológiáik bemutatása;
- Különféle kopásálló bevonattípusok kiválasztása és kísérleti előállítása adott korszerű nagyszilárdságú lemezanyag és megmunkálására alkalmas szerszámanyag kombinációhoz;
- Kísérleti terv kidolgozása a bevonatrendszerek komplex tribológiai és karcvizsgálatára vonatkozóan – ball-on-disc mérések, profilometriai vizsgálatok, anyagszerkezeti jellemzők, a felületi réteg mechanikai tulajdonságainak és maradó feszültségi állapotának, továbbá a bevonat kötési jellemzőinek, tapadószilárdságának meghatározásával;
- A kísérleti munka eredményeire alapozva a vizsgált bevonatok és bevonat technológiák optimális kombinációjának kiválasztása a döntés anyagtudományi vonatkozásainak elemzése;
Az elméleti és kísérleti munka végső célja:
- A vizsgált bevonatrendszerek tribológiai teljesítőképességének és károsodási folyamatainak kvantitatív és kvalitatív jellemzése, továbbá
- a gyakorlatban alkalmazható, anyagtudományi alapokra épülő javaslat kidolgozása adott szerszámanyag tribológiai tulajdonságainak javítására anyagtechnológiai fejlesztés révén.
A témát gondozó Intézet: Miskolci Egyetem, Anyagszerkezettani és Anyagtechnológiai Intézet
Tanszék: Szerkezetintegritási Intézeti Tanszék
Témavezető: Dr. Marosné dr. Berkes Mária, PhD, egyetemi docens
A téma ipari háttere: TS Hungary (Budapest)
Külföldi kapcsolatok:
1. Dr. Andreas Kailer, Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik, (IWM) Freiburg, Verschleißschutz, Technische Keramik (Kopásvédelem, Műszaki Krámiák) Osztály vezetője
2. Prof. Jan Dusza, Dr. Frank Lofaj, Dr. Pavol Hvizdos Institute of Material Research, Slovak Academy of Sciences, (IMR, SAS), Department of Ceramics, Kosice, a Szlovák Tudományos Akadémia Szerkezeti Kerámiák Osztályának vezetője és munkatársai