Fachbeiträge Temperature Development and the Tribological Consequences at the Start of Cold Forging Production During cold forging, high temperatures arise due to the forming and friction energy which is converted into heat. The ensuing stationary temperature of the tools and the influence thereof are largely unknown, however. Likewise, very little is known about temperature development during production ramp-up. The analysis of the influence on the tribological system is possible using a sliding press. Tests show that the friction value decreases 28 SchmiedeJOURNAL September 2014 with an increase in temperature until adhesion occurs at a lubricant-specific temperature. Temperature measurements in a multistage tool provide information on temperature development. The observed behaviour can be simulated in a brief calculation time using newly developed software tools. Temperaturentstehung und die tribologischen Folgen bei Produktionsbeginn der Kaltmassivumformung Bei der Kaltmassivumformung entstehen durch die Umform- und Reibenergie, welche in Wärme umgewandelt wird, hohe Temperaturen. Die sich einstellende stationäre Werkzeugtemperatur und deren Einfluss sind bisher jedoch größtenteils unbekannt. Ebenso ist die Entwicklung der Temperatur bei Produktionsanlauf nur unzureichend erforscht. Die Untersuchung des Einflusses auf das tribologische System ist mit einer Gleitstauchanlage möglich. Versuche zeigen, dass mit einer Temperaturerhöhung der Reibwert sinkt, bis bei einer schmierstoffspezifischen Temperatur Adhäsion auftritt. Temperaturmessungen in einem Mehrstufenwerkzeug geben Aufschluss über die Temperaturentwicklung. Das beobachtete Verhalten lässt sich mit neu entwickelten Softwaretools in einer kurzen Rechenzeit simulieren. Einleitung Die Kaltmassivumformung eignet sich besonders zur Herstellung von Bauteilen mit großen Stückzahlen Rae02. Es treten auf Grund der Umformung ohne Werkstückerwärmung hohe tribologische Lasten auf, die zu Werkzeugverschleiß und Adhäsion führen können. Dies sind Kontaktnormalspannungen bis zu 3.000 N/mm² Ste99a, Hem99a, Rae02a, Oberflächenvergrößerungen bis zu 50 Bay94a, Ste99a, Gleitwege bis zu 100 mm Mue13b und Relativgeschwindigkeiten bis zu 500 mm/s Gro13a. Darüber hinaus wird ein großer Anteil der Umform- und Reibenergie in Wärme umgewandelt. Dies führt zu Werkzeugtemperaturen von bis zu 200 °C Bay94a, Wib95a und lokalen Temperaturspitzen im instationären Zustand bis zu 500 °C Gro04a, Ste99a. Eine genaue Analyse der auftretenden Temperaturen ist nicht verfügbar. Die Temperaturentwicklung zu Beginn der Produktion, das heißt bis der stationäre Bereich erreicht ist, ist ebenso unbekannt wie die Höhe der sich einstellenden Temperatur. Es ist hingegen untersucht, dass die komplexen tribologischen Dipl.-Ing. Christoph Müller, Dr.-Ing. Jan Filzek, Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing. Peter Groche, Darmstadt, Dipl.-Ing. (FH) Oliver Oehler, M. Sc. Philipp Scherzinger, Gutach und Dr.-Ing. Michael Twickler, Herzogenrath
SchmiedeJOURNAL
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