TECHNOLOGIE UND WISSENSCHAFT Bild 3: Einfluss des Fertigungsverfahrens auf die Krümmung der Wellenabschnitte Die Maß- und Formänderungen nach dem Spannungsarmglühen lassen sich mit dem Abbau von Eigenspannungen erklären, die beim vorherigen Fließpressen entstehen. Alle Eigenspannungen, die die Fließspannung bei der Wärmebehandlungstemperatur übersteigen, werden plastisch abgebaut und führen zu einem bleibenden Verzug. Da zerspante im Vergleich zu kaltfließgepressten Teilen als eigenspannungsarm betrachtet werden können, sind auch die Maß- und Formänderungen nach einem reinen Spannungsarmglühen deutlich geringer. Wärmebehandlungen mit Phasenumwandlungen, wie beispielsweise das Einsatzhärten, führen zu weiteren Veränderungen der Bauteilabmessungen, da diese mit unvereinbaren physikalischen Effekten, unter anderem einer Volumenzunahme bei Bildung der hochfesten Phase Martensit, einhergehen. FAZIT Die gezielte Auswahl der Herstellungsroute bei fließgepressten Bauteilen kann dazu beitragen, Formabweichungen nach dem Herstellprozess sowie den Verzug zu verringern und somit den Aufwand einer Nachbearbeitung, wie beispielsweise einer zusätzlichen spanenden Bearbeitung oder eines Richtvorgangs, zu reduzieren oder sogar vollständig einzusparen. Es bedarf dazu allerdings der Betrachtung der gesamten Prozesskette, um die Wechselwirkungen zwischen Werkstoff, Fertigungs und Wärmebehandlungsparametern zu analysieren und Korrekturmaßnahmen einzuleiten. Es konnte festgestellt werden, dass bei Verwendung eines GKZ-Ausgangsgefüges in Kombination mit einer einstufigen Umformung, unabhängig von der Beschichtung, die geringsten Formabweichungen nach der Wärmebehandlung erzielt werden können. Bei zweistufigen Umformprozessen waren die Formabweichungen tendenziell höher und zudem von der Beschichtungsart abhängig. Bild 4: Einfluss des Fertigungsverfahrens auf die Krümmungsänderungen in den Wellenabschnitten infolge des Spannungsarmglühens Bilder: Autoren Das Vorhaben IGF 478ZN der Forschungsvereinigungen Forschungsgesellschaft Stahlverformung e. V (FSV), Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V (FOSTA) und Arbeitsgemeinschaft Wärmebehandlung und Werkstofftechnik e. V. (AWT) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags gefördert. Der Schlussbericht kann bei der FSV, Goldene Pforte 1, 58093 Hagen, angefordert werden. 1 Lange, K.; Kammerer, M.; Pöhlandt, K.; Schöck, J.: Fließpressen – Wirtschaftliche Fertigung metallischer Präzisionswerkstücke, Springer Verlag, Berlin, 2008 2 Heeß, K.; et al.: Maß- und Formänderung infolge Wärmebehandlung. Grundlagen – Ursachen – Praxisbeispiele, 3. völlig neu bearbeitete Auflage, Expert Verlag, Renningen Malmsheim, 2007 3 Cho, J. R.; Kang, W. J.; Kim, M. G.; Lee, J. H.; Lee, Y. S.; Bae, W. B.: Distortion induced by heat treatment of automotive bevel gears, Journal of Materials Processing Technology 153 – 154, 2004, S. 476 – 481 4 Nadolski, D.; Schulz, A.; Hoffmann, F.; Zoch, H.-W.; Hänisch S.; Ossenkemper, S.; Haase, M.; Tekkaya, A. E.: Einfluss einer Kaltmassivumformung und Wärmebehandlung auf die Maß- und Formänderungen, Journal of Heat Treatment and Materials 69, 2014, S. 296 – 305 62 massivUMFORMUNG | MÄRZ 2017
massivUMFORMUNG März 2017
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