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Entwicklung einer Testmethodik zur Ermittlung der Neuhärte- und Anlasseffekte von Schmiedewerkzeugen unter zyklischer thermo-mechanischer Beanspruchung zur Verbesserung der numerischen Verschleißvorhersage (Neuhärte- und Anlasseffekte 2)

Status laufend
Ziele

1. Kostenreduktion durch verschleißoptimierte Gesenkauslegung sowie realitätsnahe Werkzeug- und Rüstplanung
Durch die Berücksichtigung der Härteentwicklung der Gesenkwerkstoffe für Schmiedewerkzeuge während des Prozesses in der Simulation, kann eine verbesserte Verschleißvorhersage für Schmiede-werkzeuge und eine bessere Planung der Losgrößen und Werkzeugrüstzeiten erfolgen. Ferner lassen sich durch die genauere Vorhersage Optimierungsmaßnahmen bei der Werkzeugauslegung ableiten. In Summe werden Einsparungen durch eine realitätsnahe Arbeitsvorbereitung (besser Kenntnis der Standmenge) und durch reduzierte Werkzeugkosten (verschleißoptimierte Gesenkauslegung) erzielt, deren Höhe jedoch nicht spezifiziert werden kann, da diese vom Einzelfall abhängig sind.

2. Untersuchung der Härteentwicklung unter Berücksichtigung der Neuhärtung, der Anlasseffekte und der mechanischen Belastung von Schmiedewerkzeugen
Hohe Randschichttemperaturen in Kombination mit der starken Abkühlung während der Sprühkühlung führen zu einer Gefügeveränderung in der Werkzeugrandschicht und in Abhängigkeit der Legierung zu einer Veränderung der Werkzeughärte. In jedem Schmiedezyklus werden die Werkzeuge thermisch und mechanisch belastet. Die mechanische Beanspruchung beeinflusst das Austenitisierungsverhalten von Warmarbeitsstählen stark. Deshalb soll in einem Modellversuch die Entwicklung der Härte nach zyklisch thermo-mechanischen Belastungen bestimmt werden.

3. Berücksichtigung der zyklisch thermo-mechanischen Belastungen in der FEM-Berechnung
Entwicklung, Implementierung und Validierung eines analytischen Ansatzes, der die lokale Werkzeughärte in Abhängigkeit der Schmiedezyklen, der Temperatur und der mechanischen Belastung abbildet.


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