1. Entwicklung von Verfahrensgrundlagen bzw. Richtlinien für Prozessgestaltung und Werkzeugauslegung für das Halbwarm-Napf-Querfließpressen von hochfesten Stählen
Unter den Bedingungen des heutigen internationalen Wettbewerbes sind die Unternehmen der Um­formtechnik gezwungen, geometrisch komplexe Bauteile aus schwierig umformbaren Werkstoffen zu entwickeln und zu fertigen. Das Verfahren des Quer-Fließpressens ermöglicht die umformtechnische Fertigung von Bauteilen, deren Form durch andere Fließpressverfahren nicht darstellbar ist. Das Napf-Quer-Fließpressen, siehe Bild 1, von kreuzförmigen Bauteilen mit hohlen Zapfen, insbesondere aus höherfesten Stählen, stößt auf seine Grenzen hinsichtlich des Formänderungsvermögens bei Raum­temperatur des umzuformenden Werkstoffes und der aus den Prozessbedingungen resultierenden Werkzeugbeanspruchung.

Eine Möglichkeit zur Erweiterung der oben genannten Verfahrensgrenzen bietet die Halbwarmumfor­mung im Bereich von 600 °C bis 900 °C. Eine Erhöhung des Formänderungsvermögens bei Halb­warmtemperaturen soll die Verfahrensgrenzen hinsichtlich der Gestaltung von geometrischen Formen wesentlich erweitern. Durch eine temperaturbedingte Herabsetzung der Fließspannung ist mit einer signifikanten Reduzierung des in den aktiven Werkzeugteilen herrschenden Druckspannungszustan­des zu rechnen. Zusätzliche positive Effekte der Kraft- bzw. Spannungsreduktion und der verbesser­ten Formfüllung könnten durch das Auslösen eines geteilten Stoffflusses in der Verfahrenskombination des Hohl-Querfließpressens mit einem doppelseitigen Napf-Rückwärtsfließpressen auftreten.

Eine Analyse des Standes der Technik bestätigt, dass die Verfahrensgrundlagen zum Halbwarm-Napf-Querfließpressen von kreuzförmigen Bauteilen mit Leichtbaupotential nur für Einzelfälle bekannt sind. Zentrales Ziel des Forschungsvorhabens bildet daher die Entwicklung von Verfahrensgrundlagen bzw. Richtlinien für Prozessgestaltung und Werkzeugauslegung für das Halbwarm-Napf-Querfließpressen von hochfesten Stählen zur Erschließung neuer Bauteilfamilien für kreuzartige Werkstücke. Wichtigs­tes Teilziel stellt dabei die Bestimmung der Prozesskräfte und Spannungen im Umformwerkzeug ver­bunden mit der Bestimmung von Verfahrensgrenzen dar. Folgende Versuchsparameter sollen dabei variiert werden: Werkstückwerkstoffe, Rohteil- und Werkzeugtemperatur, Zapfenanzahl und geometri­sche Verhältnisse, Position der Stirnflächen von Zapfenstempeln in Relation zum Rohteil, Rohteil- und Zapfenlänge, Schmierstoffsysteme.