Beschreibung
P 902 – Presshärten von Rohren und Profilen mittels formlos fester Stoffe
Mit zunehmenden Anforderungen an die Sicherheit in Kraftfahrzeugen aber auch mit dem Ziel, stets Gewicht einzusparen, werden zunehmend pressgehärtete Bleche in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Die Bleche werden meist in konventionellen Tiefziehprozessen hergestellt. Um die Anwendung auf Profile und Rohre zu erweitern, müssen die Rohre über Innenhochdruckverfahren umgeformt werden. Hierzu können sowohl Gase als auch formlos feste Stoffe zum Einsatz kommen. Die Eignung von formlos festen Stoffen als Wirkmedium zum Presshärten von Rohren und Profilen ist noch nicht erforscht. Daher ist das Ziel dieses Forschungsprojektes, die Machbarkeit des Presshärtens von Rohren und Profilen mit wiederverwendbaren formlos festen Stoffen zu zeigen.
Anhand eines geometrisch einfachen Versuchswerkzeuges konnte in dieser Machbarkeitsstudie gezeigt werden, dass formlos feste Stoffe grundsätzlich geeignet sind, die Umformung zu realisieren, aber auch die kritische Abkühlgeschwindigkeit von 27 K/s nicht zu gefährden.
Temperaturmessungen während der Abkühlprozesse zeigen, dass die formlos festen Stoffe das Abkühlverhalten des Rohres aus 22MnB5 kaum beeinflussen, sodass nach dem Befüllen eine für die Umformung ausreichend hohe Temperatur vorliegt. Somit ist auch eine Anpressung an das kühlende Werkzeug gegeben. Die kritische Abkühlgeschwindigkeit kann erreicht werden, sodass zudem das Gefüge martensitisch erstarrt. Abschließende Härtemessungen über der Wanddicke und Untersuchungen des Gefüges zeigen, dass der Werkstoff beim Presshärten mit den ausgewählten Stoffen vollständig gehärtet werden konnte. In Abhängigkeit von den formlos festen Stoffen zeigten sich unterschiedliche Umformungen über der Rohrhöhe. Dieses ist begründet in dem unterschiedlichen Verhalten der Medien, die Kraft zu übertragen und sich zu verdichten.
Mit den Versuchen konnte gezeigt werden, dass dieses Verfahren anwendbar ist. Zudem zeigte sich, dass Stoffe wiederverwendet werden können. Als Nachteil stellte sich in diesen Versuchen heraus, dass die Umformung über der Rohrhöhe nicht homogen ist. Dies könnte in fortführenden Untersuchungen durch ein Werkzeug vermieden werden, welches z.B. biaxiales Pressen ermöglicht.
Das Forschungsprojekt wurde am Institut für Umformtechnik und Leichtbau der Technischen Universität Dortmund mit fachlicher Begleitung und mit finanzieller Förderung durch die Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V., Düsseldorf, durchgeführt.
Veröffentlichung:
2011
Autoren:
A. E. Tekkaya, T. Mennecart, J. Witulski, W. Homberg, T. Rostek
