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Keywords
- AZ31 (3)
- Aluminiumschaum (3)
- Blechumformung (3)
- AZ80 (2)
- Fügen durch Umformen (2)
- Hochdruckblechumformung (2)
- Hydromechanisches Tiefziehen (2)
- Kaltpressschweißen (2)
- Magnesium-Knetlegierungen (2)
- Magnesiumlegierungen (2)
Institute
BTU
Ermittlung von Verfahrensgrenzen für das Fügen durch Knickbauchen anhand des Werkstoffes E235+N
(2015)
Rohre und ihre Herstellung unterliegen in der Regel sehr strengen Anforderungen. Allerdings sind nicht für alle Anwendungsmoglichkeiten hohe Qualitätsmaßstäbe gerechtfertigt. Ziel des vorliegenden Forschungsprojektes war die Entwicklung eines Fertigungsverfahrens zur Herstellung eines leichten Stahlschlauches mit geringen Anforderungen an die Querschnittsgenauigkeit, Belastbarkeit und Standzeit.
Mittels einer hydraulischen Presse sind Schmiedeversuche bei eingestellten Stößelgeschwindigkeiten von 1 bis 40 mm/s durchgeführt worden. Schmiedestücke einer vereinfachten Geometrie konnten ausgehend vom AZ31- und AZ80-Ausgangsmaterial im stranggegossenen und stranggepressten Zustand ohne Auftreten äußerer Fehler hergestellt werden.
Im vorliegenden Beitrag werden Untersuchungen der wirkmedienbasierten Umformverfahren "Hydromechanisches Tiefziehen" und "Hochdruckblechumformung" sowie die tribologischen Untersuchungen bezüglich des Werkzeug-Werkstück-Kontakts bei Magnesiumblechen dargestellt. Die Ergebnisse zeigten, dass die wirkmedienbasierten Umformverfahren zahlreiche Vorteile im Vergleich zum konventionellen Tiefziehen anbieten.Die Untersuchungen zum Umformen wurden zuerst an einfachen Probengeometrien durchgeführt. Inwieweit die durch die Vorversuche mit Probengeometrien gefundenen Grundlagen auch auf die Teile mit komplexer Geometrie übertragbar sind,wurde anschließend durch die Versuche mit einem praxisnahen Referenzbauteil überprüft. Für die Untersuchungen wurden handelsübliche Bleche der Magnesiumlegierung AZ31 B-0 verwendet.
A novel canning technology to forge gamma-TiAl alloys was developed at the BTU Cottbus. A TiAl specimen is encapsulated with multilayer stainless steel foil and glass. The steel foil layers prevent the heat loss through radiation and the glass layer reduces the temperature decrease through conduction. First, the effect of steel foil on the cooling rate was investigated. Cooling curves were recorded for TiAl specimens without steel foil layer, with 1, 2, 3 and 4 layers of steel foil, as well as with 3 coated steel foil layers, respectively. While the unprotected specimen cooled from 1200 °C to 1100 °C within 12 s, the specimen with 3 coated steel foil layers needed 52 s for the same temperature decrease. The efficiency of the glass layer was examined with forging of steel specimens. The cooling rate during forging of the specimen with a glass layer is only half of that without a glass layer. Based on the results, Ti-45Al-0.5Mo-0.5Cu-0.2Si specimens, canned with steel foil and glass, were successfully forged at strain rates of 0.1 s-1 and 0.04 s-1 with warm dies which were heated to 500 °C. Visual and metallographic examinations revealed no cracks, pores or micropores. The microstructures are fine-equiaxed grains.
The formability of AZ31-sheet-metal rolled directly from optimised semi-continuously casted feedstock was investigated. Forming limit diagrams and limiting drawing ratios have been evaluated. Flow stress curves were determined using optical deformation analysis system. The influence of surface treatment on friction behavior was investigated in tempered strip drawing test.
Forming properties and microstructural evolution during warm forming of extruded and continuously casted Mg-alloys AZ31 und AZ80 were investigated. Mechanical properties, softening behaviour, flow stress curves considering different forming temperatures and strain rates as well as suitable process boundaries are described.
Der Beitrag beinhaltet die werkstoffangepasste Gestaltung eines Frontmoduls aus Aluminiumschaumsandwich für Schienenfahrzeuge sowie die Prozessentwicklung für deren wirtschaftliche Herstellung. Basis sind die Ergebnisse des BMBF-Forschungsvorhabens "Crashsichere Frontmodule für Schienenfahrzeuge aus Aluminiumschaum", an dem Anwender, Hersteller und Technologieentwickler beteiligt waren.
An diesem Verbundprojekt sind die GfE Metalle und Materialien GmbH, Thyssen Krupp, die BTU Cottbus mit dem Lehrstuhl MWT sowie KuF, die BMW AG, die BMW M GmbH sowie das ISF der Uni Dortmund beteiligt. Das Ziel dieses Verbundprojektes ist es, den Nachweis zu erbringen, dass die Herstellung und der Einsatz von Gamma-TiAl als Pleuelwerkstoff unter Kleinserienbedingungen grundsätzlich möglich und wirtschaftlich vertretbar ist.
Der in vielen Branchen zunehmende Leichtbau beeinflusst die Fertigungstechnik erheblich. Neue Leichtbauwerkstoffe werden vermehrt eingesetzt. Trends bei der Umformung von Stahl- Aluminiumblechen sowie die in Entwicklung befindlichen Magnesiumblechen werden aufgezeigt. Aber auch Profile aus Stahl und Aluminium gewinnen bei Leichtbaustrukturen zunehmend Bedeutung. Neue Verfahren wie die wirkmedienbasierte Blechumformung und das superplastische Umformen ermöglichen neben der formgenaueren Umformung auch Chancen für eine wirtschaftliche Fertigung von kleinen Fertigungsvolumen. Neue Materialien und veränderte Qualitätsanforderungen erfordern auch neue Produktionstechnologien. Trends bei der Pressentechnik bezüglich Verarbeitung neuer Materialien und Materialmix sowie mehr Flexibilität werden aufgezeigt.
Magnesium erlebt derzeit eine Renaissance als Leichtbauwerkstoff. Dabei ist das Feld von Produkten, in dem durch Massereduzierung Geschwindigkeits- und Steifigkeitserhöhungen und vor allem Energieeinsparungen erzielt werden können, sehr groß und umfasst neben der Verkehrstechnik auch viele andere Branchen wie beispielsweise den Maschinenbau und die Kommunikationstechnik. In dem Beitrag werden Anwendungsgebiete von Magnesiumbauteilen, Entwicklungen bei Magnesiumlegierungen, Verarbeitungsverfahren zur Herstellung von Halbzeugen und Bauteilen, Fügeverfahren für Magnesiumbauteile sowie Zukunftspotenziale und Marktchancen aufgezeigt.
Leichtbauteile aus umgeformten Magnesiumblechen lassen sich derzeit aufgrund der eingeschränkten Umformeigenschaften noch nicht wirtschaftlich herstellen. Um die Vorteile der wirkmedienbasierten Umformung auch bei der Umformung von Magnesiumblechen anwenden zu können, muss sie jedoch mit temperierten Werkzeugen und Wirkmedien erfolgen. In diesem Beitrag wird über die wirkmedienbasierte Warmumformung von Magnesiumblechen mit den beiden Verfahren Hochdruckblechumformung und hydromechanisches Tiefziehen berichtet.* Dabei werden die Vorteile gegenüber dem konventionellen Tiefziehen ermittelt.* Die Forschungsarbeiten werden im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms "Wirkmedienbasierte Fertigungstechniken zur Blechumformung von Blechen aus Magnesiumlegierungen" durchgeführt. Die Autoren danken der DFG für die Förderung.
Wichtige Aspekte beim Fahrzeugbau sind passive Sicherheit und Leichtbau. Eine große Herausforderung in der Verkehrstechnik ist es, beide Kriterien optimal zu vereinen. Als Werkstoffe finden vor allem höherfeste Stähle, Aluminium und Magnesium Verwendung. Zur Bewertung des Energieaufnahmeverhaltens bei Crash ist eine Vielzahl von Aspekten, wie Strukturverhalten, Bauteilverhalten und Werkstoffverhalten zu berücksichtigen. In dem Beitrag wird das Crashverhalten von höherfesten Stählen, Aluminium , Magnesium und Hybridstrukturen aufgezeigt.