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Massiver Leichtbau TP 1 - Entwicklung von hochfesten Stählen für alternative Wärmebehandlungen und für die Kaltmassivumformung von Bauteilen im KfZ-Antriebsstrang

Status laufend
Ziele

1. Leichtbau von massiv umgeformten Bauteilen der Antriebstechnik durch neue
und optimierte Werkstoffe sowie durch eine angepasste und optimierte Werkstoffbehandlung

Einen wesentlichen Gewichtsbeitrag im Antriebsstrang stellen die Schalt- oder Automatikgetriebe dar, deren Zahnräder als hoch beanspruchte Komponenten in der Regel einsatzgehärtet sind. Die erzielbaren Eigenschaftsprofile randschichtbehandelter Bauteile sind in einem breiten Rahmen an die speziellen Anforderungen im Betrieb anpassbar, um das  Bauteilgewicht zu verringern. In diesem Teilprojekt soll  der Leichtbau weiter intensiviert werden, indem neue Möglichkeiten im Bereich der Stahlentwicklung und der entsprechend optimierten und angepassten Wärmebehandlung zielgerichtet ausgeschöpft und Synergieeffekte ausgenutzt werden.
Im Bereich der Kaltmassivumformung ist es ebenfalls möglich, eine Steigerung der Leistungsdichte der erzeugten Bauteile durch den Einsatz hochbeanspruchbarer Stähle mit einem hohen Umformvermögen zu erzeugen. Durch den Verzicht auf eine Wärmebehandlung nach der Kaltumformung können Kosten eingespart, Emissionen reduziert und Ressourcen geschont werden.

2. Entwicklung neuartiger Werkstoff- und Wärmebehandlungskonzepte zur Zahnfuß- und Zahnflankentragfähigkeitssteigerung am Demonstratorbauteil „Zahnrad“
In unterschiedlichen Ansätzen (Lösungswege A-C) werden verschiedene Stähle auf ihr Leichtbaupotenzial in Verbindung mit einer optimierten Wärmebehandlung untersucht. Entsprechende experimentelle Untersuchungen zur Tragfähigkeit sowie die Ableitung von Festigkeitskennwerten am Zahnrad schließen diese Lösungswege ab. Erfolgversprechende Lösungsansätze werden an weitere Teilprojekte des Gesamtvorhabens weitergegeben, die für die umformtechnische Herstellung von Zahnkränzen (TP4) und deren Wärmebehandlung, sowie dem Fügen zum Mehrkomponenten-Zahnrad (TP2) verantwortlich sind.

3. Optimierung neuer noch nicht kommerziell verfügbarer Werkstoffe mit höherer Umformbarkeit für die Kaltmassivumformung bezüglich ihres Eigenschaftsprofils und ihres Herstellweges
Ziel dabei ist es, auf eine Wärmebehandlung nach der Umformung und dem Zerspanen zu verzichten, so dass die Gefügeeigenschaften durch eine Wärmebehandlung vor bzw. während der Umformung eingestellt werden müssen. Der für die Kaltmassivumformung optimierte Stahl wird in TP3 und TP4 in einer angepassten Prozessroute für die Fertigung verschiedener Demonstratorbauteile genutzt.


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