08_Massivumformung Flashcards
Was ist die wichtigste Werkstoffkenngröße der Umformtechnik
Fließkurve k_f
Was kann mithilfe der Fließkurve bestimmt werden
Spannungsverteilung, Kraft und Arbeitsbedarf sowie festigkeit
Welcher Bereich der Fließkurve ist für die Umformtechnik relevant?
Beginnt nach der Streckgreze und verläuft bis zur maximalen Zugfestigkeit, ab welcher die EInschnürung beginnt
Wofür werden Flachproben verwendet
Werden zur Charakterisierung für die Blechumformung verwendet und ermitteln die Anisotropie
Versetzungsarten
Schraubenversetzung, Stufenversetzung
Aus was resultiert Kaltverfestigung
Aus Versetzungen
Was sind versetzungen
lineare baufehler des Gitters
was macht Rekristallisationsglühen?
bewirkt Neubildung des Gefüges, wodurch die Kaltzverfestigung aufgehiben und dadurch die Fließspannung gesenkt wird
wann tritt statische / dynamische Rekristallisation auf
statisch : nach der Umformung
dynamisch: während der umformung
Einfluss von Temperaturhöhe und Einwirkdauer der Temperatur auf Rekristallisation
maßgeblicher Einfluss und bilden unterschiedlice Gefüge
Massivumformung Eigenschaften
(Massen, Volumenkonstanz)
Geometrie Halbzeug: Räumlich
Prozesstemperatur: Gering bis hoch
Verfestigung: gering bis hoch
Werkzeugbelastung: Mittel bis hoch
Blechumformung Eigenschaften / Charakteristika
Geometrie Halbzeug: flächig ( t«b,l)
Prozesstemperatur: Gering
Verfestigung: gering
Werkzeugbelastung: gering
Blechtrennung Eigenschaften
Geometrie Halbzeug: flächig ( t«b,l)
Prozesstemperatur: gering
Verfestigung: gering
Werkzeugbelastung:gering
Fließspannung und Bruchformgrad sind abhängig von:
Umformgeschwindigkeit, Umformtemperatur, Werkstoff
Für die Kaltmassivumformung gilt:
Fließspannung nimmt aufgrund der temperaturerhöhung ab
Bruchumformgrad kann als konst. angenommen werden
Für die Halbwarmumformung gilt:
Fließspannung nimmt aufgrund der Blausprödigkeit nicht stetig ab und bruchumformgrad nicht stetig an
FÜr warmumformung gilt:
Fließspannung nimmt stetig ab, Bruchumformgrad stetig zu
ab 500 grad Zunderbildung
Kaltumformung Charakteristika
Werkstücktemp vor umformung Raumtemp
keine äußere erwärmung des werkstücks
Imfolge dissipierter Umformenergie kommt es zu einer prozessbedingten Temperaturerhöhung des Werkstücks
Vorteil kaltumformung
geringer einfluss der umformgeschwindigkeit
hohe oberflächengüte
kein energieaufwand für erwärmung
nachteil Kaltumformung
Hoher Kraft/ Arbeitsbedarf
Begrenztes Umformvermögen
Stadienfolge des Vollvorwärtsfließpressen
Halbzeug einlegen
Aufstauchen
Fließpressen
Auswerfen
“Wandern” von Atomen in kristallinen Werkstoffen
Gleiten
Versetzungswanderung
3 wesentliche Voraussetzungen für die Rekristialtion
ausreichende Einwirkdauer
Temperatur muss die Rekistalationstemperatur überschreiten
der Werkstoff muss eine Mindestumformung erfahren haben
Abhhängigkeit der Rekristallationstemperatur
Formel T_R
TR = 0,4 * Ts
Anisotropie
Vorzugsrichtung aufgrund von Walzen etc.
Bereich in den der Grat beim Gesenkschmieden mit Grat gepresst wird
Gratmulde
Besonderheiten in Hinblick auf Schmierstoff beim Kaltumformen
-Oberfläche wird meist extrem vergrößert
-Befindet sich zuerst auf kleiner Oberfläche
-Schmierfilm kann bei starker Vergrößerung abreißen
Beteiligte Kompoenneten eines Fliepressverfahrens
Matrize
Werkstück
Auswerfer
Dorn
Gegenstempel
Stempel
Bildung von Zunder ist abhängig von folgenden Faktoren:
Zeit-Temperatur-Zyklus beim Erwärmen
Atmosphäre beim Erwärmen
Werkstückwerkstoff
Bruchumformgrade nach Verfahren Werte
Kaltumformung:<1,6
Halbwarmumformung <4
Warmumformung: <6
chemische Reaktion der Zunderbildung
Oxidation
Definition der Fließspannung kappa_f
Spannungsbetrag, der bei einachsigem Spannungszustand zum plastischen Fließen führt
Einfluss des Kohlenstoffgehalts auf die Fließspannung
Je höher der C-Gehalt, desto höher die nötige Fließspannung
entscheidener Vorteil des Umformgrads gegenüber der Nenndehnung
Additiv, also bei Zug und darauffolgender Druckumforumng in die Usprungsform bleibt der Umformgrad in der Größe gleich
Erwämungsmethoden in der Warmumformung
Erwärmen in Öfen
durch Induktion
Widerstandserwärmung (konduktives Erwärmung)
Festigkeitszunahme und Zähigkeitsabnahme bei unlegierten und niedriglegierten Stählen zwischen 300 und 500°C
Blausprödigkeit
Größen und Effekte der Umformung / Eigenschaften der Umformmethoden
Geometrie Halbzeug
Prozesstmeperatur
Verfestigung
Werkzeugbelastung
Max. zulässige Volumenschwankungen beim Formpressen ohne Grat
0,5%
Methoden der Spannungsbestimmung in Abhängigkeit der Belastung
ZUgversuch
Stauchversuch
Torsion
Nach welchen zwei Punkten wird ein Fließpressverfahren klassifiziert?
-Geometrie des Werkstücks
-Werkstofffluss relativ zur Stempelbewegung
Nachteile Halbwarmumformung
Energieaufwand Erwärmung
Hohe Fließspannungen
Proben auswahl für den Zugversuch in Abhängigkeit des folgenden Umformverfahrens
Massivumformung. Rundprobe
Blechumformung: Flachprobe
Nachteile Warmunformen
Hoher Energieaufwand für die Erwärmung
Hohe thermische Belastung der Werkzeuge
Hohe Werkzeugbaustoffkosten
Maßfehler durch Schwindung
Werkstoffverluste und Nachbehandlungen wegen Zunderbildung
Schwierigkeit des GEsenkschmeidens ohne Grat
keine oder nur sehr geringe Volumenschwankung
genaue Werkstückpositionierung
Sich im Zunder bildende Oxidphasen in der Warmumformung
Wüstit, Magnetit, Fe_2O_3
typische Verschleißmechanismen an Umformwerkzeugen
Adhäsion
Abrasion
Oberflächenzerüttung
tribochemischer Verschleiß
Umformbarkeit einzelner Metalle in Abhängigkeit des Gittertyps
kfz: sehr gut umformbar
krz: gut umformbar
hex: schlecht umformbar
Umormtemperatur der Halbwarmumformung
Umformtemperatur liegt zwischen 500 °C und 900 °C
Unterschied zwischen der Nennspannung und der normalen Spannung
Der bezogene Querschnitt
Verfahreneinteilung in der Massivumformung
Massivumformung
Blechumformung
Blechtrennung
Wo liegt die Umformtemperatur beim Warmumformen
Oberhalb der Rekristalatiosntemperatur
Was passiert bei der Kaltumformung infolge dissipierter Umformenergie
Erwärmung des Werkstücks auf bis zu 350 Grad nach Beendigung der Umformung
Was muss zwingend vor dem Umfromprozess entfernt werden?
zunder
Vorteile Halbwarmumformung
hohe Oberflächengüte
kleine Toleranzbereiche
Festigkeitssteigerung
Vorteile Warmumformung
geringer Kraft- und Arbeitsbedarf
großes Umformvermögen
Vorteile der Massivumformung
-Kein Werkstoffverlust durch Späne
-Faserverlauf begünsigt Festigkeit
Vorteile der Erwärmung durch Induktion und Konduktion
Reduzierte Zunderbildung durch hohe Erwärmungsgeschwindigkeit
Vergleichsumformgrad nach von Mises phi_v
phi_v = sqrt(2/3 * (phi_r^2 + phi_t^2 + phi_z^2)
Umformgrad radial phi_r =
ln(s1/s0) mit s0=d_0 /2
Umformgrad tangential phi_t
phi_t= ln ( U_ml / U_m0) mit U_m0 = pi * (d_0 /2)
Umformgrad axial (höhe) phi_z =
phi_z = ln (h_1 / h_0)
Eine wichtige Größe zur Beschreibung des plastischen Fließens beim Umformen ist die Fließspannung kf. Nennen Sie drei Parameter, diedie Fließspannung beeinflussen
Temperatur, Umformgrad, Umformgeschwindigkeit
