Beschreibung
P 1004 – Hybridschmieden – Kombiniertes Umformen und Fügen
In dieser Studie wurden die Machbarkeit und das Potential eines warmen Hyridschmiedeprozesses für einen Druckflansch untersucht. Dieser Prozess zeichnet sich durch ein gleichzeitiges Umformen und Fügen eines dicken Bleches und einer Welle in einem Schritt aus. Zunächst wurde der Prozess mit Hilfe einer FEMSoftware ausgelegt. Im Vergleich zu einem Referenzprozess konnten wesentliche Reduzierungen der Presskraft erreicht werden, so dass es möglich ist, größere Flansche auf kleineren Umformaggregaten zu schmieden.
Als Werkstoff wurde der nichtrostende Stahl X6CrNiMoTi17-12-2 (1.4571) verwendet. Anschließend wurden Versuche auf einer industriell eingesetzten Exzenterpresse durchgeführt. Wesentliches Merkmal war die Sicherstellung des Formschlusses der beiden Bauteile, da ein Stoffschluss sich nicht einstellen ließ. Hierzu wurden die Bleche mit einer Fase und mit Aussparungen versehen, welche während der Umformung durch das Material der Welle gefüllt wurden und so eine axiale und radiale Verschiebung verhindern sollten. Dieses Ziel wurde erreicht. Dazu musste das Blech jedoch stärker erwärmt werden als das Wellenmaterial, da sich sonst nach dem Abkühlen aufgrund der thermischen Schrumpfung Spalten eingestellt ha-b en. Die Presskräfte konnten real ebenfalls reduziert werden. Üblicherweise benötigt der reale Prozess bei gratbehaftetem Schmieden Presskräfte von ca. 800 Tonnen. Bei gratlosem Schmieden sind diese Kräfte höher. Somit konnte eine wesentliche Einsparung der Presskräfte erreicht werden. Schmiedeunternehmen können nun rotationssymmetrische Teile in einer manuellen Produktion durch Hybridschmieden herstellen. So können Teile gratlos mit einer geringen Umformkraft hergestellt werden. Dieses führt zu einer Reduzierung der Werkzeug-belastung und damit zu einer Standzeiterhöhung. Kleinere Pressen können für vergleichbare Teile verwendet werden. Eine Automatisierung inkl. Zuführtechnik ist noch zu entwickeln. Damit können auch Langteile hergestellt werden, die industriell einen größeren Anteil der massiv umgeformten Bauteile ausmachen.
Das Forschungsvorhaben P 1004 der Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V., Düsseldorf wurde vom IPH – Institut für Integrierte Produktion Hannover GmbH mit fachlicher Begleitung und mit finanzieller Förderung durch die Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V., Düsseldorf, durchgeführt.
Veröffentlichung:
2015
Autoren:
J. Langner, M. Stonis
