Schmiedewerkzeuge Präzise Herstellung der Werkzeuge sichert fehlerfreien Umformprozess

Bereits während der Herstellung der Werkzeuge kann es zu mikrostrukturellen Beschädigungen kommen. Wie sich diese Schädigungen auf das Werkzeugverhalten im Umformprozess auswirken und wie sie vermieden werden können, wird jetzt im Rahmen eines Forschungsprojektes untersucht.

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Universität Hannover Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen

Geschmiedete Bauteile finden aufgrund ihrer herausragenden technologischen Eigenschaften insbesondere in den Bereichen der Technik Anwendung, in denen es auf Sicherheit, Zuverlässigkeit und Lebensdauer ankommt [1]. Die Kosten für geschmiedete Bauteile resultieren maßgeblich aus den Werkzeugkosten, die signifikant von den erreichbaren Werkzeugstandmengen abhängen. Ein Anteil von bis zu 20% der Werkzeugkosten an den Produktkosten ist in der Gesenkschmiedebranche üblich [2].

Bereits während des Fertigungsprozesses der Werkzeuge kann es zu ersten mikrostrukturellen Beschädigungen in den Randschichten kommen, die das Verschleißverhalten und damit die Standmengen beeinflussen können. Bisher existieren keine systematischen Untersuchungen der grundlegenden Auswirkungen der durch das Fertigungsverfahren hervorgerufenen Schädigungen in der Werkzeugrandschicht auf das Werkzeugverhalten im Umformprozess.

Bisherige Untersuchungen analysieren die Randschichten

Am Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) der Leibniz-Universität Hannover sind im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projektes erste Ergebnisse zur Untersuchung der Beeinflussung der Randschichtzustände von Warmarbeitsstählen infolge verschiedener Fertigungsverfahren erzielt worden [3]. Es wurden unterschiedliche Proben und Werkzeuge aus dem Warmarbeitsstahl 1.2367 durch die Verfahren Erodieren, Hochgeschwindigkeitshartfräsen und Weichbearbeiten (Drehen mit anschließendem Vergüten) gefertigt und hinsichtlich ihrer Randschichtzustände und Verschleißeigenschaften charakterisiert.

Im Rahmen der Untersuchungen konnten Beeinflussungen der Randschichten und Abweichungen im Verschleißverhalten lediglich bei den erodierten Proben ermittelt werden. Das Erodieren führt zu Gefügeveränderungen, die bei der lichtmikroskopischen Untersuchung als strukturlose weiße Schichten erscheinen. Innerhalb dieser weißen Schichten kommt es zu einem deutlichen Härteanstieg im Vergleich zu dem darunter liegenden vergüteten Grundgefüge (Bild 1).

Verbessertes Verschleißverhalten durch erodierte Werkzeuge

In ersten Verschleißuntersuchungen konnte ein verbessertes Einsatzverhalten erodierter Werkzeuge im Vergleich zu weichbearbeiteten und hartgefrästen Werkzeugen nachgewiesen werden (Bild 2 – siehe Bildergalerie).

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