Kaltumformung optimieren durch komplexe Prozessbetrachtung

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Bei der Auswahl des geeigneten Werkstoffes richtet man sich vorrangig nach den geforderten technischen Eigenschaften des Endproduktes. Für das Kaltfließpressen ist im Allgemeinen eine niedrige Fließspannung (Formänderungsfestigkeit) bei hohem Formänderungsvermögen erwünscht. Grundsätzlich kommen Werkstoffe mit einem niedrigen Legierungsanteil zum Einsatz, da diese ein gutes Umformverhalten zeigen.

Werkstoffe für die Kaltumformung

Die Umformbarkeit basiert auf der kristallinen Struktur der Metalle. Durch Überschreiten der Grenzbeanspruchung erfolgt die Verschiebung kleinster Werkstoffschichten auf sogenannten Gleitsystemen. Die Summe dieser Gleitungen führt zur bleibenden Formänderung des Werkstückes.

Die Materialien, die für die Kaltumformung benutzt werden, umfassen zum Beispiel Kohlenstoffstähle, Messing, Edelstahl, Kupfer, Edelmetalle, Aluminium und entsprechen in der Regel den Anforderungen der DIN EN 10263. Für die Herstellung von komplexen Kaltfließpressteilen mit starker Querschnittsänderung eignen sich Werkstoffe mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt, wie beispielsweise C8C oder C10C.

Wenn an das Umformteil erhöhte Festigkeitsanforderungen gestellt werden, kommen Vergütungs- und Einsatzstähle zum Einsatz, die durch eine nachträgliche Wärmebehandlung in den gewünschten Festigkeitszustand versetzt werden. Typische Legierungen sind hier 20MnB4 und 38B2.

Kaltumformung erfordert Werkstoff mit C-Gehalt unter 0,5%

Voraussetzungen für ein einwandfreies Rohmaterial sind optimal verformungsfähige Gefügestrukturen, ein C-Gehalt unter 0,5%, minimaler Anteil an nichtmetallischen Einschlüssen, eine riss- und fehlerfreie Oberfläche sowie eine gute Oberflächenbeschichtung der Kaltstauchdrähte.

Kaltfließpressen findet bevorzugt Anwendung bei der Herstellung von hochbeanspruchten maß- und formgenauen Bauteilen. An die Produkte werden je nach Anwendungsfall die verschiedensten Anforderungen gestellt. So übernehmen sie neben der typischen Aufgabe, dem Verbinden von Baugruppen, oftmals die Funktion von funktionsintegrierten Formteilen, die zusätzliche Aufgaben wie Lagern, Verstellen, Entkoppeln, Steuern und Positionieren, aber auch Dichten und Isolieren in ihrer Baugruppe übernehmen.

Zu finden sind sie oftmals in Antriebs- und Verstellsystemen, beispielsweise in Sitzen, Scheinwerfern und Fensterhebern. Ebenso können das auch Buchsen und Einlegeteile sein, die in Kunststoff umspritzt werden und aufgrund der komplexen Spritzwerkzeuge höchsten Anforderungen an Toleranzen in Form und Lage entsprechen müssen.

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