Die Erhöhung der Lebensdauer von Druckgießformen ist ein stetiges Ziel der Gießerei-Industrie. Ergebnisse verschiedener Forschungsprojekte zeigen, dass durch gezielte thermische oder chemische Beeinflussung des oberflächennahen Gefüges eine Optimierung der mechanisch-technologischen Eigenschaften der Formwerkstoffe und somit auch der Lebensdauer erreicht werden können. Im Hinblick auf die eigenen Erfahrungen zu den Standzeiten von Druckgießwerkzeugen sowie den erzielten Ergebnissen zu den Randschichtmodifikationen des X37CrMoV5-1 verschiedener Wissenschaftler, verfolgte das Institut für Füge- und Schweißtechnik (ifs) der Universität Braunschweig im Rahmen des IGF- Forschungsvorhabens zur “Elektronenstrahl-Randschichtwärmebehandlung von Warmarbeitsstählen zur Standzeiterhöhung und Fertigungsoptimierung von Druckgießwerkzeugen (EBHeat)“ Ansätze der Wärmebehandlung, die sich mittels Elektronenstrahl erzielen lassen.

Die im Rahmen des Forschungsvorhabens durchgeführten Experimente umfassten zum einen die experimentelle Bestimmung eines geeigneten Temperatur-Zeit-Intervalls mit Fokus auf die Kurzzeit-Austenitisierung. Zum anderen wurde ein simulationsbasierter Ansatz der Randschichtwärmebehandlung mit Validierung einer geeigneten Ersatzwärmequelle untersucht. Die numerische Simulation diente zudem der Abschätzung des resultierenden metallurgischen Gefüges sowie den damit erzielbaren Härten. Bei der technischen Umsetzung wurde eine Temperaturregelung mittels eines Quotientenpyrometers sowie, im weiteren Verlauf des Projekts, einer Infrarotkamera etabliert. Die simulativen und experimentellen Untersuchungen haben gezeigt, dass eine Randschichtwärmebehandlung durch eine gezielte Temperaturführung an der Oberfläche von Druckgießformen durchführbar ist.