zwischen 1 und 10 s-1 berechneten Fließkurven bilden die Grundlage zur Beschreibung des Umform- als auch des dynamischen Ver- und Entfestigungsverhaltens mit unterschiedlichen Ausgangszuständen. Bild 1 zeigt exemplarisch den Einfluss des Materialausgangszustands für AZ31 bei einer Umformtemperatur von 350 °C im angegebenen Umformgeschwindigkeitsbereich. Alle Fließkurven des stranggepressten Materials weisen im Bereich kleiner Umformgrade eine Unstetigkeit im Verlauf der Fließkurve auf, die auf Zwillingsbildung zurückzuführen ist, was im Gussmaterial nicht in diesem Maße auftritt. Aus diesem Grund muss im erstgenannten Fall eine Separierung der Kurve in drei Bereiche vorgenommen werden, um den semi-empirischen Freiberger Modellansatz anwenden zu können. Prinzipiell liegt das Fließspannungsmaximum des stranggepressten Materials oberhalb des gegossenen Versuchswerkstoffs, was mit der feineren Korngröße des stranggepressten Ausgangsmaterials begründet werden kann. Gesenkschmieden von Magnesiumbauteilen: Schmiedetechnologie Nachdem das Umformverhalten der AZ31- Legierung mit zwei Gefügezuständen experimentell simuliert wurde, konnten diese Erkenntnisse für die Entwicklung einer werkstoffgerechten Technologieauslegung angewandt werden. Damit soll unter industrienahen Bedingungen das Verarbeitungspotenzial durch Gesenkschmieden von Magnesiumlegierungen am Beispiel einer mehrstufig geschmiedeten Radnabe belegt werden. Dabei ging es allerdings nicht um die Materialsubstitution (Magnesium statt Stahl), sondern um die technologischen Randparameter, die für einen stabilen Prozess notwendig sind. Für die Schmiedeversuche wurden die wärmebehandelten Materialien mit einem Ausgangsdurchmesser von 90 mm und einer Höhe von 59 mm in einem Umluftofen auf unterschiedliche Umformtemperaturen (250 bis 450 °C) erwärmt und in der 10-MN-ölhydraulischen 40 SchmiedeJOURNAL März 2015 stranggepresster Ausgangszustand Universalumformpresse mit einer Stößelgeschwindigkeit von 1 beziehungsweise 10 mm/s in einem 200 °C warmen Gesenk mehrstufig geschmiedet. Zusätzlich wurden die Gesenke und/oder die Bauteile entweder mit MoS2 oder einem graphithaltigen Öl geschmiert, um sowohl die Reibung zwischen Werkstück und Werkzeug als auch Anhaftungen am Werkzeug zu reduzieren beziehungsweise zu vermeiden. Gesenkschmieden von Magnesiumbauteilen: Umformergebnisse Gemäß des obengenannten Prozessfensters und Ausgangszustands ergaben sich für die Radnaben unterschiedliche Qualitäten (Tabelle 3). • Gefügeausbildung in der Radnabe In Bild 2 sind exemplarisch die Gefüge der Radnabe aus stranggepresster AZ31-Legierung bei unterschiedlichen Bedingungen dargestellt, wobei die Umformung einmal bei einer Anfangstemperatur von 350 °C mit einer Werkzeuggeschwindigkeit von 1 mm/s und das andere Mal bei einer Anfangstemperatur von 450 °C mit einer Werkzeuggeschwindigkeit von 10 mm/s durchgeführt wurde. Gemäß den Erkenntnissen aus der experimentellen Simulation ist das Gefüge stark temperatur und geschwindigkeitsabhängig, was die Aufnahmen deutlich widerspiegeln. Diese Abbildung verdeutlicht am Beispiel einer Radnabe aus ehemals stranggepresstem Ausgangsmaterial der Legierung AZ31 die Gefügeausbildung an unterschiedlichen Bereichen des Bauteils. Auf Grund der inhomogenen Umformgrad und Temperaturverteilung rekristallisiert der Werkstoff auch während des Gesenkschmiedens verschieden – so bilden sich Bereiche mit vollständig rekristallisiertem (Bereich A und B) oder nur teilrekristallisiertem Gefüge (Bereich G) aus. Die unvollständig rekristallisierten Stellen im Bauteil resultieren aus der unzureichenden Umformung. Die Korngröße und der entfestigte Anteil steigen allerdings mit steigender Temperatur und Umformgeschwindigkeit, was die mechanischen Eigenschaften beeinflusst. Fachbeiträge Tabelle 3: Geschmiedete Magnesiumradnaben mit verschiedenen Ausgangszuständen im Halbzeug bei verschiedenen Umformstarttemperatur-Geschwindigkeits-Kombinationen. gegossener Ausgangszustand Bild 1: Fließkurven von AZ31 bei 350 °C in Abhängigkeit der Umformgeschwindigkeit und des Ausgangsgefüges.
SchmiedeJOURNAL Maerz 2015
To see the actual publication please follow the link above