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Ermittlung des Formänderungsvermögens und der resultierenden Bauteileigenschaften beim Fließpressen von seriell angeordneten Hybridhalbzeugen

Laufzeit:2015-2019
Förderung:DFG
Kontakt:bonhageifum.uni-hannover.de

Die seriell angeordneten Hybridhalbzeuge werden primär unter dem Gesichtspunkt einer Umformung der Fügezone bei erhöhten Temperaturen untersucht. Das Umformverhalten der Fügezone wird durch die Geometrie des Fließpresswerkzeugs (Austrittsdurchmesser, Krümmungsradius, Matrizenöffnungswinkel), die Geometrie des Hybridhalbzeugs, dem Spannungszustand, der Werkzeuggrundtemperatur sowie der Umformtemperatur beeinflusst.

Halbzeugseitig wird zunächst das werkstoffspezifische Fließverhalten analysiert und darauf aufbauend geeignete werkstoffspezifische Temperaturbereiche für die im Rahmen dieses Teilprojektes im Vordergrund stehenden experimentellen Untersuchungen abgeleitet. Mittels induktiver Erwärmung können gezielt lokal unterschiedliche Temperaturen im seriell angeordneten Hybridhalbzeug erzeugt und somit eine definierte werkstoffspezifische Umformtemperatur eingestellt werden. Des Weiteren werden die Werkstoffanteile im Hybridhalbzeug variiert, wodurch eine Auswirkung auf den Umformprozess sowie die Ausprägung der Fügezone zu erwarten ist.

Eine Beeinflussung des Umformverhaltens seriell angeordneter Hybridhalbzeuge kann außerdem werkzeugseitig erfolgen. Daher werden im Rahmen dieses Teilprojektes die Geometrie des Fließpresswerkzeugs und der Spannungszustand gezielt verändert. Besonders bei spröden Materialien kann mittels eines hydrostatischen Spannungszustands das Formänderungsvermögen erhöht werden.

Im Rahmen der thermo-mechanischen Prozessparametervariationen werden fehlerfrei fließgepresste Bauteile (Demonstrator Welle) hergestellt, die anschließend einer Prüfung der mechanischen Eigenschaften unterzogen werden. Die unterschiedlich ausgeprägte Geometrie der Fügezone sowie die mikrostrukturelle Veränderung in der Fügezone werden metallographisch untersucht. Anhand einer Bewertung der mechanischen Eigenschaften und der Mikrostruktur lassen sich abschließend Verfahrensrichtlinien für das Fließpressen seriell angeordneter Hybridhalbzeuge bei erhöhten Temperaturen ableiten.

Abbildung 1:      Voll-Vorwärts-Fließpressprozess zur Umformung seriell angeordneter               Hybridhalbzeuge (links) und Demonstratorwelle (rechts)

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