Beschreibung
P 1154 – Untersuchungen zum Verbundschmieden artfremder und artgleicher Materialkombinationen
ls Element des Forschungsverbundes massiver Leichtbau wurden im Teilprojekt 6 „Verbundschmieden unterschiedlicher artfremder und artgleicher Materialkombinationen“ zwei hybride Radnaben aus einer Stahl-Aluminium und einer Kombination verschiedener Stähle mittels Verbundschmieden hergestellt. Hierbei ist die zentrale Fragestellung, inwiefern zwei Materialien durch Anwendung des Verbundschmiedens gleichzeitig miteinander umgeformt und zu hybriden Bauteile gefügt werden können, um damit einhergehend materialspezifische Vorteile zu Zwecken wie Leichtbau oder Performancesteigerung nutzbar zu machen. Hierfür wurde zu Beginn des Vorhabens mit dem projektbegleitenden Ausschuss ein Design für die hybriden Bauteile ausgearbeitet und eine Fügestrategie, bestehend aus lokalem Stoff- und Kraftschluss, konzipiert. In den anschließenden numerischen Untersuchungen wurden optimale Halbzeuggeometrien für das Verbundschmieden, die Umsetzung der Verbundstrategie und ein geeignetes Prozessfenster innerhalb der Warm- und Halbwarmmassivumformung für die artfremde und artgleiche Materialkombination ermittelt. Im Zuge der Experimente konnten die hybriden Radnaben und für spätere Referenzversuche Radnaben in einfacher Werkstoffausführung erfolgreich hergestellt
werden. In den weiteren metallografischen Analysen konnte keine kraft- oder stoffschlüssige Verbindung festgestellt werden, aufgrund der Verzunderung der Halbzeuge während der Transferzeiten in das Werkzeugsystem. Im Gegensatz dazu konnte bei der artgleichen Materialkombination eine stoffschlüssige Verbindung durch EDX-Analysen und Mikrohärtemessungen festgestellt werden. In den abschließenden Untersuchungen konnten, durch mechanische Prüfungen an der Stahl-Stahl Radnabe die mechanischen Eigenschaften untersucht und die Stahl-Stahl und Monoradnabe technologisch miteinander verglichen werden. Hierbei konnte der Ansatz des Verbundschmiedens zur Nutzung höherfesten Materials in hochbelasteten Bereich erfolgreich genutzt und eine Leistungssteigerung verzeichnet werden.
Veröffentlichung:
Februar 2020
Beteiligte Unternehmen:
A. + E. Keller GmbH & Co. KG, ArcelorMittal Hochfeld GmbH, BAUBLIES AG, CARL BECHEM GmbH, Cotarko GmbH, Daimler AG, ECOROLL AG, EZM Edelstahlzieherei Mark GmbH, fischerwerke GmbH & Co. KG, Georgsmarienhütte GmbH, GKN Driveline Trier GmbH, HAMMERWERK FRIDINGEN GmbH, Hirschvogel Umformtechnik GmbH, Johann Hay GmbH & Co .KG, LEIBER Group GmbH & Co. KG, Max Aicher North America Ltd., Max Aicher Stiftung, Opel Automobile GmbH, Räuchle GmbH + Co. KG, Rohrwerk Maxhütte GmbH, Schaeffler Technologies AG & Co. KG, SEISSENSCHMIDT GmbH, Sidenor SA, Simufact Engineering GmbH, SKF GmbH, SMS Group GmbH, Stelter Zahnradfabrik GmbH, Swiss Steel AG, thyssenkrupp Presta AG, Vestas Nacelles Deutschland GmbH, Volkswagen AG
Forschungseinrichtung:
Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen, Leibniz-Universität Hannover
