Fachbeiträge Determining Process Limits of Resistance Heating for the Hybridization of the Solid Forward Extrusion Process In demanding cold solid forward extrusion processes the risk of chevron crack initiation increases due to the processing of high strength materials along with complex component geometries. One way of increasing the formability, thus avoiding chevron cracks, is forming at elevated temperatures, e. g. warm forming. At Laboratory for Maschine Tools and Production Engineering (WZL) of RWTH Aachen University a hybridized solid forward extrusion process is currently developed, where punch and ejector additionally function as electrodes and where the workpieces are 44 SchmiedeJOURNAL September 2013 heated up inside the forming tool simultaneously to the extrusion process. Due to a resulting local heating in the crack-relevant area this integration increases energy-efficiency compared to a conventional warm solid forward extrusion process where heating and forming are executed successively. Because of the functional integration of punch respectively ejector and electrode, there are high requirements in terms of the used tool material. In this article two different materials, CuCrZr1 and HS 6-5-2, are examined in terms of their feasibility for the use within punch-electrode-concepts. Einleitung Das Voll-Vorwärts-Fließpressen (VVFP) stellt als Vertreter der Fließpressverfahren eine bedeutende Technologie zur Herstellung von rotationssymmetrischen Komponenten für den Fahrzeug- und Maschinenbau dar. Ermittlung von Prozessgrenzen der elektrischen Widerstandserwärmung für die Hybridisierung des Voll-Vorwärts-Fließpressens Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.Ing. Michael Terhorst, M. Sc., Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.Ing. Daniel Trauth und Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c. Dr. h.c. Fritz Klocke, Aachen Aufgrund des begrenzten Formänderungsvermögens höherfester Stahlwerkstoffe können beim VVFP geometrisch komplexer Bauteile innenliegende Chevron-Risse entstehen 1-3. Beobachtet werden diese insbesondere bei sehr hohen Umformgraden und dem Fließpressen über mehrere Schultern. Die Risse befinden sich typischerweise unterhalb der letzten Fließpressschulter, also im engsten Bauteilquerschnitt (Bild 1, links). Bei anspruchsvollen Kalt- Voll-Vorwärts Fließpressprozessen steigt aufgrund der Verarbeitung höherfester Werkstoffe in Verbindung mit komplexen Bauteilgeometrien das Risiko der Chevron-Rissentstehung. Eine Möglichkeit, das Formänderungsvermögen zu erhöhen und somit Chevron- Risse zu vermeiden, ist die Umformung bei erhöhten Temperaturen, zum Beispiel die Halbwarmumformung. Am Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen wird derzeit ein hybrider Voll- Vorwärts-Fließpressprozess entwickelt, bei dem Stempel und Auswerfer zusätzlich als Elektroden fungieren und die Werkstücke mittels elektrischer Widerstandserwärmung im Umformwerkzeug simultan zur Umformung erwärmt werden. Eine derartige Integration führt zu einer lokalen Erwärmung und in Folge zu einer Energieeffizienzsteigerung gegenüber dem konventionellen Halb-Warm-Voll-Vorwärts-Fließpressen, bei dem Halbzeugerwärmung und Umformprozess nacheinander stattfinden. Aufgrund der Überlagerung von Stempel- und Elektrodenfunktion bestehen bei diesem Prozess allerdings erhöhte Anforderungen an den dort verwendeten Werkzeugwerkstoff. In diesem Beitrag wird die Eignung zweier Werkstoffe, CuCrZr1 und HS 6-5-2, für den Einsatz in Stempel-Elektroden-Konzepten untersucht.
2013-09-Schmiede-Journal
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