P 975 – Verbesserung der Verschleißeigenschaften von Warmumformwerkzeugen durch Laserauftragschweißen von Hartmetall

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P975

ISBN: 978-3-942541-28-2 Artikelnummer: P975 Kategorien: ,

Beschreibung

P 975 – Verbesserung der Verschleißeigenschaften von Warmumformwerkzeugen durch Laserauftragschweißen von Hartmetall

Die zunehmende Funktionsintegration in Einheit mit dem Trend zur Gewichtsoptimierung führen seit einiger Zeit zu einer erhöhten Komplexität von Bauteilen sowie zum Einsatz von hochfesten und höchstfesten Werkstoffen.
In diesem Zusammenhang ist die Warmumformung oft das einzig wirtschaftliche Fertigungsverfahren zur Herstellung solcher Bauteile. In Bezug auf die Herstellung komplex geformter Bauteile nimmt aus den Fertigungsverfahren der Warmumformung das Schmieden eine besondere Stellung ein. Für die Großserienfertigung von Schmiedeteilen kommen häufig mehrstufige Warmpressen zum Einsatz, bei welchen die Bauteile in mehreren Stufen in einem durch Kurvenscheiben verketteten Prozess innerhalb einer Maschine gefertigt werden.
Diese Verkettung stellt jedoch gleichzeitig die Forderung nach einer möglichst hohen Standzeit aller am Fertigungsprozess beteiligten Werkzeuge auf, da der Ausfall eines Werkzeugs zum Stillstand der Gesamtmaschine führt.Vor diesem Hintergrund rücken insbesondere die hoch belasteten Schnittwerkzeuge in den Fokus, welche das zugeführte Stangenmaterial portionieren. Diese Schnittwerkzeuge wurden bereits in der Vergangenheit weiterentwickelt, so dass bereits mehrere Evolutionsstufen existieren, die aus Kostengründen zum Teil auch parallel im Einsatz sind.
Ein nach wie vor bewährtes Verfahren zum Verschleißschutz mit daraus resultierender Standzeitverlängerung ist die Beschichtung der Schnittwerkzeuge mit warmfesten Standard-Hartlegierungen. Dabei stellt der eingesetzte Beschichtungswerkstoff nach wie vor eine variable Größe dar, die großes Optimierungspotential birgt.Im vorliegenden Projekt werden zur Definition der Schichtanforderungen und der damit verbundenen Anforderungen an den Beschichtungswerkstoff zunächst die Verschleißursachen sowie der detaillierte Ablauf des Werkzeugverschleißes untersucht und rekonstruiert.
Darüber hinaus wird in Untersuchungen gezeigt, dass neben dem Werkstoff selbst auch die Wahl des  Beschichtungsverfahrens eine nicht unerhebliche Rolle für die Schichteigenschaften spielt. So führt beispiels-weise das untersuchte Laserauftragschweißen gegenüber den standardmäßig verwendeten manuellen Verfahren zu einem vielfach feineren Gefüge und damit zu einem verbesserten Verschleißwiderstand.
All die genannten Größen stellen Variablen im Optimierungsprozess der Schnittwerkzeuge dar, weshalb im Rahmen dieses Kurzprojekts für eine kostengünstige und vor allem reproduzierbare Untersuchung von Beschichtungswerkstoffen und Beschichtungsverfahren ein Prüfstand konzipiert wird, mit dem das Belastungsprofil der Schnittwerkzeuge simuliert werden kann. Ziel der Prüfstandentwicklung ist die Untersuchung der Auswirkungen der einzelnen werkstoffbezogenen, aber auch verfahrenstechnischen Variablen auf das Verschleißverhalten der Schnittwerkzeuge.
Das Forschungsvorhaben wurde an der Hochschule Pforzheim mit fachlicher Begleitung und mit finanzieller Förderung durch die Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V., Düsseldorf, durchge-führt.

Veröffentlichung:
2013

Autoren:
R. Wahl, A. Baum