Fostabericht P 614 - Halbwarm-Präzisionsschmieden eines Pleudels mit offenem StegFostabericht P 614 - Halbwarm-Präzisionsschmieden eines Pleudels mit offenem Steg

P 614 – Halbwarm-Präzisionsschmieden eines Pleuels mit offenem Steg

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P614

ISBN: 3-937567-60-7 Artikelnummer: P614 Kategorien: ,

Beschreibung

P 614 – Halbwarm-Präzisionsschmieden eines Pleuels mit offenem Steg

Forschungsziel dieses Projektes war es das Präzisionsschmieden von Pleuel-Doppelstück als rückstandsminimierte Bauteilfertigung und Gewichtsreduzierung im Bereich der Halbwarmumformung zu untersuchen. Dabei wurden zwei  verschiedene Werkstoffe ausgewählt, C70S6 als typischer crackbarer Werkstoff zur Pleuelfertigung und ein AFP Stahl 38MnVS6. Im Ergebnis sollten werkstofftechnische und bauteiltechnische Untersuchungen durchgeführt werden. Dabei  wurden die Werkstoffeigenschaften labortechnisch ermittelt. Das Schmieden der Pleuel erfolgte mit einem speziell für das Präzisionsschmieden entwickelten Komplexwerkzeug mit integrierter hydraulischer Volumenkompensation. Das  Werkzeug kann im Nenntemperaturbereich 950 °C bis 1200 °C verwendet werden. Ein wesentlicher Bestandteil des Projekts war die Entwicklung einer optimalen schmiedegerechten Zwischenform für das Präzisionsschmieden.
Diese Entwicklung wurde zweigleisig in direkter Verbindung der praktischen Erprobung mit der Simulation durchgeführt. Nach der exakten Ermittlung der Geometrie der Zwischenform wurde diese durch konventionelles Gesenkschmieden (Vor-/ Fertigschmieden und Abgraten) bei sehr engen Toleranzvorgaben gefertigt. Zum Schmieden im Bereich der Halbwarmumformung müssen die Gesenkeinsätze und die Aktivteile im Komplexwerkzeug auf eine Betriebstemperatur größer 200 °C erwärmt und über die Dauer des Schmiedens auf dieser Temperatur gehalten werden. Die Schmiedeversuche zum Präzisionsschmieden wurden bei drei unterschiedlichen Umformtemperaturen durchgeführt: 950 °C, 1050 °C und 1200 °C. Zur Erwärmung der Zwischenformen zum Präzisionsschmieden wurde ein Elektrokammerofen eingesetzt. Während des Schmiedeprozesses „Präzisionsschmieden“ wurden die auftretenden Kräfte an den Aktivteilen im Gesenk gemessen. Diese ermittelten Kräfte dienten zur genauen Dimensionierung der hydraulischen Volumenkompensation. In der Auswertung der werkstofftechnischen Untersuchungen wurde eine chemische Analyse des Grundwerkstoffs durchgeführt und die werkstoffspezifischen Kennwerte Streckgrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Brucheinschnürung ermittelt. Diese Kennwerte stellten die Basis für die Schwingfestigkeitsuntersuchungen zur Lebensdauer der präzisionsgeschmiedeten Pleuel-Doppelstücke dar.
Außerdem beinhalteten die werkstofftechnischen Untersuchungen eine Gefügeuntersuchung des Materials im Stegbereich des Pleuels. Die Grundlage der Auswertung für den C70S6 waren die praxisrelevanten Werte der Fa. MAHLE Brockhaus GmbH. Die Prüfung der einzelnen Pleuel erfolgt auf Basis der VW-Norm „VW 500 30“ durch ein zertifiziertes Prüflabor. Die Auswertung für den Werkstoff 38MnVS6 wurde nicht vergleichend mit C70S6 durchgeführt, da beide Werkstoffe auf
Grund ihrer Zusammensetzung ihres Gefüges und der daraus resultierenden Eigenschaften sehr unterschiedliche Charaktere aufweisen.

Autoren:
R. Neugebauer, H. Hartwig, A. Wagner, R. Salomon

Veröffentlichung:
2008