Entwicklung prozessoptimierter Werkzeugtechnologien anhand eines seriennahen Zielbauteiles beim Thixoschmieden von Stahl

Aachen / Publikationsserver der RWTH Aachen University (2006) [Doktorarbeit]

Seite(n): XI, 134 S, : Ill., graph. Darst.

Kurzfassung

Durch das Thixoschmieden können die Verfahrensvorteile von Schmieden und Gießen genutzt werden. So können beispielsweise komplexe Geometrie, die bislang in 4 bis 5 Arbeitsgängen hergestellt werden, in ein bis zwei Arbeitgängen dargestellt werden. Im Gegensatz zur Formgebung von Aluminiumlegierungen im teilerstarrten Zustand bestanden beim Thixoschmieden von Stählen bei den derzeit verfügbaren Formwerkzeugen noch beträchtliche Probleme bezüglich der mechanischen, tribologischen, chemischen und thermischen Leistungsfähigkeit aufgrund der erheblich höheren Verarbeitungstemperaturen. Die herkömmlichen Stahlwerkzeuge weisen durch Benetzung, Klebeneigung und Schmelzreaktionen einen hohen Verschleiß auf, woraus sehr geringe Werkzeugstandzeiten resultieren. Zielsetzung dieser Arbeit war die Entwicklung von prozessgerechten Werkzeugen zum Thixoschmieden von Stahl. Um geeignete Werkzeugtechnologien zu entwickeln, musste die gesamte Prozesskette des Verfahrens „Thixoschmieden von Stahl“ analysiert und optimiert werden. Grundsatzuntersuchungen, Formgebungsversuche und FEM- Simulationen zeigen, dass die Keramik Si3N4 sehr gut als Werkzeugwerkstoff geeignet ist. Durch Verwendung von vorgewärmten keramischen Werkzeugen, Optimierung der Bolzenerwärmung mit Schutzgas und vor allem durch die Entwicklung der Methode der gezielten Bolzenabkühlung können thixogeschmiedete Bauteile auf dem Qualitätsniveau von geschmiedeten Bauteilen hergestellt werden. Das Verfahren Thixoschmieden von Stahl bietet sehr große Einsparpotentiale, da der Zerspanungsaufwand stark reduziert werden kann und die Prozesskette durch zum Beispiel eine Umformung mit integrierter Fügung [KAL-02] oder Oberflächenvergütung [BEY-05] reduziert werden kann.

Autorinnen und Autoren

Autorinnen und Autoren

Beyer, Christophe Jean Daniel

Gutachterinnen und Gutachter

Kopp, Reiner

Identifikationsnummern

  • URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-15008
  • REPORT NUMBER: RWTH-CONV-123232