TECHNOLOGIE UND WISSENSCHAFT Dipl.-Ing. Jan Puppa ist wissenschaftlicher Mitarbeiter und leitet die Gruppe Verschleiß am Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen der Leibniz Universität Hannover Prof. Dr.-Ing. Bernd-Arno Behrens ist Leiter des Instituts für Umformtechnik und Umformmaschinen der Leibniz Universität Hannover AUTOREN Werkzeuge im Bereich der Warmmassivumformung unterliegen prozessbedingt hohen thermischen, mechanischen, tribologischen und chemischen Beanspruchungen. Diese Beanspruchungen treten in der Regel überlagert auf. Das sich dadurch einstellende Belastungskollektiv führt im Vergleich zu anderen Fertigungsverfahren bereits nach kurzen Standmengen zum Ausfall der formgebenden Werkzeugkomponenten. Der Verschleiß stellt dabei die häufigste Ausfallursache von Schmiedewerkzeugen dar. Methoden zur Verschleißreduzierung bei Schmiedewerkzeugen sind daher Gegenstand zahlreicher Forschungsarbeiten. Auch wenn bereits deutliche Verbesserungen in den Werkzeugstandmengen durch Maßnahmen wie zum Beispiel die Erzeugung hoher Randschichthärten durch Nitrieren 1 und/oder das Aufbringen von Hartstoffschichten 2 erzielt wurden, existiert bisher kein zufriedenstellendes Kosten-Nutzen-Verhältnis. Eine weitere und bisher Dipl.-Ing. Steven Dinkel ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Werkstoffkunde der Leibniz Universität Hannover Prof. Dr.-Ing. Hans Jürgen Maier ist Leiter des Instituts für Werkstoffkunde der Leibniz Universität Hannover Bild 1: Temperaturprofil in der Werkzeugrandschicht (schematisch) kaum untersuchte Methode zur Verschleißreduzierung liegt in der Entwicklung eines an die spezifischen Anforderungen der Schmiedebranche angepassten Warmarbeitsstahls 3. METHODISCHER ANSATZ Es wird das Ziel verfolgt, einen passiven, systemimmanenten Verschleißschutz für Werkzeuge der Warmmassivumformung zu entwickeln. Durch eine gezielte Beeinflussung der Gefügeumwandlungen in der Werkzeugrandschicht, die aus der thermo mechanischen Beanspruchung im Schmiedeprozess resultieren, soll ein Neuhärteeffekt erreicht werden, der über viele Schmiedezyklen erhalten bleibt und somit für einen fortwährenden Verschleißschutz sorgt. Dies bewirkt eine intelligente Reaktion des Werkstoffs auf seine Umgebung durch die Anpassung der Randschichteigenschaften auf thermo mechanische Umgebungsbedingungen. Einen vielversprechenden Lösungsansatz stellt die Absenkung der Austenitstarttemperatur Ac1b dar (Bild 1). massivUMFORMUNG | MÄRZ 2016 45
massivUMFORMUNG Maerz 2016
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