Fachbeiträge The Identification of Heating-Dependent Influences on the Flow Characteristics of Steel and Aluminium In order to increase the productivity and economic efficiency of forging processes in production, the trend is toward ever shorter cycle times. The timing of forging processes influences material behaviour. It is important to take material behaviour into account in the development of new processes. The models in the FEM are already capable of describing reality in an increasingly better fashion and allow the analysis and Identifikation erwärmungsabhängiger Einflüsse auf die Fließeigenschaften von Stahl und Aluminium 36 SchmiedeJOURNAL September 2013 optimization of processes. The application of characteristic material values, for instance the flow curves of industrial processes, is firmly linked to the conditions of these processes. Different levels of forming forces can result in undesired deviations in the calculation of the energetic parameters when using flow curves that do not fully match the process. The calculated process parameters can impair production processes 1. Einleitung Moderne Erwärmungsanlagen, die in den Umformlinien genutzt werden und die eine konduktive oder induktive Durchwärmung des Wärmguts ermöglichen, können sehr hohe Aufheizgeschwindigkeiten realisieren und somit zur Inhomogenität des Gefüges führen. Ausgehend davon, dass das Gefüge einen starken Einfluss auf das Fließverhalten hat, resultieren aus den unterschiedlichen Aufheizbedingungen Abweichungen im Spannungsniveau und im Fließverhalten 2, 3. Die unterschiedlichen Erwärmungsleistungen der verschiedenen Erwärmungstechnologien beeinflussen den Energiebedarf des Gesamtprozesses. Die Temperaturführung bei der Umformung hat einen Einfluss auf das Gefüge des Werkstoffs. Ziel dieser Studie war es zu ermitteln, wie stark der Einfluss der unterschiedlichen Erwärmungsarten und -geschwindigkeiten auf die Fließspannung der untersuchten Materialien ist. Versuchswerkstoffe und Versuche Als Untersuchungsmaterial wurden drei gängige Beispielstahlsorten, je eine mit niedrigem (St 1), mittlerem (St 2) und hohem (St 3) Kohlenstoffgehalt, sowie eine Aluminiumknetlegierung Serie 6000 (Al 1) ausgewählt. Mit allen Werkstoffen wurden Stauchversuche zur Ermittlung von Warmfließkurven durchgeführt. Dazu wurden zylindrische Proben der Abmessung 18 mm x Ø 10 mm gefertigt und an den Stirnflächen zum Zweck besserer Schmierung Tantalplättchen angebracht. Die Stauchversuche erfolgten auf dem servohydraulischen Prüfsystem (WUMSI), dem Gleeble Prüfsystem (HDS-V40) und dem Bähr Prüfsystem (MDS-0830) des Instituts für Metallformung der TU Bergakademie Freiberg 4. Vor dem Stauchen wurden die Proben mit drei verschiedenen Erwärmungsmethoden in Um die Produktivität und Wirtschaftlichkeit von Umformprozessen in der Produktion zu steigern, geht die Entwicklung zu immer kürzeren Taktzeiten. Die zeitliche Abfolge von Umformprozessen beeinflusst das Materialverhalten. Bei der Entwicklung neuer Prozesse ist es daher wichtig, das Materialverhalten zu berücksichtigen. Die in der Finite-Elemente-Methode (FEM) hinterlegten Modelle sind bereits in der Lage, die Realität zunehmend besser zu beschreiben und erlauben es, Prozesse zu analysieren und zu optimieren. Die Anwendung von Werkstoffkennwerten, zum Beispiel Fließkurven auf industrielle Prozesse, ist streng mit den Bedingungen dieser Prozesse verbunden. Werden Fließkurven eingesetzt, die nicht umfänglich zum Prozess passen, so können unterschiedliche Niveaus der Umformkräfte zu unerwünschten Abweichungen in der Berechnung der energetischen Parameter führen. Die berechneten Prozessparameter können zur Beeinträchtigung des Produktionsprozesses führen 1. Dipl.-Ing. Grzegorz Korpala und Prof. Dr.-Ing. Rudolf Kawalla, Freiberg
2013-09-Schmiede-Journal
To see the actual publication please follow the link above