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Realisierung partieller Verschleißschutzmaßnahmen für Schmiedegesenke mit Hilfe belastungsspezifischer Modellversuche

Laufzeit:01.11.2013 – 31.03.2016
Förderung:AiF / FGW
Kontakt:massivumformungifum.uni-hannover.de

Motivation:

Werkzeuge der Warmmassivumformung unterliegen im Prozess global betrachtet einem komplexen Belastungskollektiv aus thermischen, tribologischen, mechanischen und chemischen Beanspruchungen. Dies resultiert aus den hohen Umformtemperaturen, den eingesetzten Kühlschmierstoffen, sowie den hohen Prozesskräften die zum Füllen der Form benötigt werden. Diese Belastungen treten stets überlagert auf und führen zu unterschiedlichsten Schadensarten. Trotz des globalen Belastungskollektivs dominieren lokal unterschiedliche Belastungsarten, die jeweils spezifische und teilweise gegenteilige Anforderungen an den Verschleißschutz stellen. Aus diesem Grund konnte das hohe Potential entwickelter Behandlungen teilweise nicht vollständig ausgenutzt werden. Die Entwicklung lokaler belastungsangepasster Behandlungen soll dieses ungenutzte Potential für Werkzeuge der Warmmassivumformung erschließen und deutliche Standmengensteigerungen ermöglichen.

Zielsetzung:

Ziel des Projektes ist es, die Standmenge von Werkzeugen der Warmmassivumformung durch lokal belastungsangepasste Behandlungen zu erhöhen und dadurch eine wirtschaftlichere Produktion zu ermöglichen. Die Validierung der entwickelten Behandlungen soll im Serienschmiedeprozess unter realen Bedingungen erfolgen. Hierzu sind im ersten Schritt Modellgesenke auszulegen, die die Hauptbelastungsarten beim Schmieden möglichst isoliert abbilden. Parallel sollen belastungsspezifische Behandlungskonzepte auf Basis von Oberflächen- und Randschichtmodifikationen entwickelt werden, die anschließend erst global, später lokal auf den entwickelten Gesenken getestet werden. Eine lokale Applizierung soll über diffusionshemmende Pasten oder partielle mechanische Abdeckungen erfolgen. Die Belastung der Modellgesenke durch isolierte Beanspruchungsarten in Kombination mit einer umfassenden Analytik der auftretenden Verschleißeffekte ermöglicht die Bewertung des jeweiligen Einsatzverhaltens. Das Potential lokaler Werkzeugbehandlungen wird abschließend durch Industrieversuche bewertet (Abbildung 2).

Abbildung 1: Lokales Auftreten unterschiedlicher Schadensarten an einem Schmiedegesenk

 

Abbildung 2: Lokale Behandlungsbereiche eines Industriegesenks, ausgewählt auf Basis einer umfassenden Verschleißanalytik

 

 

Übersicht