Lehrstuhl für Fertigungstechnologie, Universität Erlangen-Nürnberg

Werkstoffangepasste Auslegung von Kaltmassivumformwerkzeugen am Bei-spiel pulvermetallurgischer Werkzeug-stähle und keramischer Werkstoffe



Datum: 13.12.2011


Autor


Berichterstatter

  • Prof. Dr.-Ing. habil. M. Merklein
  • Prof. Dr.-Ing. A. E. Tekkaya

Da die gewünschten Werkstoffeigenschaften der Werkzeuge stark prozessabhängig sind, gibt es keine generell passende Kom-bination der mechanischen, chemischen und thermischen Eigenschaften für jeden möglichen Einsatzfall der Kaltmassivumformung. Deswegen ist eine angepasste Auslegung von Werkzeugen der Kaltmassivumformung durch zusätzliche Maßnahmen wie geeignetes Vorspannungssystem und numerische Simulation des Prozesses erforderlich. Um den Bedarf bzw. den Einfluss dieser werkstoffangepassten Werkzeugauslegung zu erläutern, wurden zwei Prozesse im Rahmen dieser Forschungsarbeit untersucht. Pulvermetallurgisch hergestellter Werkzeugstahl und industrielle Keramik (Si3N4) wurden als Werkzeugwerkstoffe ausgewählt. Für PM Stähle wurden die Karbidstruktur, Härte sowie Druckfestigkeit und dadurch erreich-bare maximale Vorspannung als primären Einflussgrößen ermittelt. Im Falle von keramischen Werkstoffen ist die Unterdrückung der kritischen Zugdehnungen unter besonderer Berücksichtigung der thermi-schen Effekte entscheidend für einen ermüdungsfreien Einsatz in der Kaltmassivumformung.