VL8 Flashcards
Zugversuch, Stauchversuch, Torsionsversuch
Formeln zur Berechnung der Spannungen
Fließkurve
Charakteristika
Die wichtigste Werkstoffkenngröße der Umformtechnik ist die Fließkurve 𝑘f = 𝑘f(𝜑,𝜑’, 𝜗)
Mithilfe der Fließkurve kann die Spannungsverteilung, Kraftund Arbeitsbedarf sowie Festigkeit bestimmt werden
Bei der Fließkurve wird die Fließspannung über den Umformgrad aufgetragen
Die Ermittlung der Fließkurve erfolgt über Zug-, Stauch- oder Torsionsversuche
Spannungs-Dehnungs- Diagramm
Beschrifte
Fließkurvenbestimmung und Formel
Nutzbarer Bereich zur Fließspannungsbestimmung:
Der für die Umformtechnik relevante Bereich der Fließkurve beginnt nach der Streckgrenze und verläuft bis zur maximalen Zugfestigkeit, ab welcher die Einschnürung beginnt.
Fließspannung kf in Abhäbgigkeit vom Umformgrad
Zeichne Diagramm
Es muss eine Mindestspannung zur Einleitung des plastischen Fließens vorliegen.
Daraufhin muss kontinuierlich mehr Spannung zur Überwindung der Kaltverfestigung aufgebracht werden.
Gleiten vs. Versetzungswandern
Gleiten: Schubspannung führt zu direkter Bewegung in Kristallstruktur (großer Kraftbedarf)
Versetzungswandern: Schrittweise Bewegung (geringer Kraftbedarf)
Was sind Versetzungen und wie verhalten diese sich mit steigender Formänderung
Versetzungen sind lineare Baufehler des Gitters
Mit steigender Formänderung behindern sich dicht benachbarte Versetzungen durch die sie umgebenden Spannungsfelder, was zu einer Verfestigung (Kaltverfestigung) des Materials führt
Statische vs. dynamische Rekristallisation
und ordne die Begriffe Kalt- und Warmumformung zu
Statische Rekristallisation erfolgt nach der Umformung, während dynamische Rekristallisation während der Umformung stattfindet.
Einfluss der Temperatur auf die dynamische Rekristallisation
Unterschiedliches Gefüge je nach Prozesstemperatur
– 700°C: kaum Rekristallisation, stark verzerrtes Gefüge
– 800°C: Keimbildung = begonnene Rekristallisation
– 1000°C: nahezu vollständige Rekristallisation, gleichmäßiges Gefüge
Höhe der Temperatur sowie Einwirkdauer der Temperatur haben einen maßgeblichen Einfluss auf die Rekristallisation und bilden unterschiede Gefüge.
Beschrifte
Die Massivumformung beschäftigt sich im Vergleich mit der Blechumformung und -trennung mit räumlichen Halbzeugen bei unterschiedlichen Temperaturen und kann dabei eine Verfestigung erzielen.
Vorteile Massivformbauteile (im Gegensatz zu spanenden Verfahren)
- weniger Halbzeug nötig
- weniger Kerbwirkung
- Kaltverfestigung
- weniger Bearbeitungsschritte
Beschrifte
Fließspannung und Bruchumformgrad sind abhängig von:
– Umformgeschwindigkeit
– Umformtemperatur
– Werkstoff
Fließspannung und Bruchumformgrad in Abhängigkeit von der Temperatur
Diagramm + Erläuterungen zu Kaltmassivumformung, Halbwarmumformung, Warmumformung
Kaltumformung Charakteristika
Charakteristika:
– Die Temperatur des Werkstücks beträgt vor der Umformung Raumtemperatur
– Keine äußere Erwärmung des Werkstücks (𝑇Anfang = 20 °𝐶 < 𝑇R )
– Infolge dissipierter Umformenergie kommt es zu einer prozessbedingten Temperaturerhöhung des Werkstücks (𝑇Ende bis zu 350 °C)
Kaltumformung Vorteile
Vorteile:
– Geringere Werkzeugbaustoffkosten als bei Warmumformung
– Geringer Einfluss der Umformgeschwindigkeit
– Kein Energieaufwand für die Erwärmung
– Keine Maßfehler durch Schwindung
– Hohe Oberflächengüte
– Festigkeitssteigerung des Bauteils durch Kaltverfestigung
Kaltumformung Nachteile
Nachteile:
– Hoher Kraft- und Arbeitsbedarf
– Begrenztes Umformvermögen
– Häufig aufwendige und umweltbelastende Schmierung erforderlich
Arten des Fließpressens
Beschrifte
Halbwarmumformung Charakteristika
Charakteristika:
– Werkstück erfährt vor der Umformung eine äußere Erwärmung
– Richtlinie VDI 3166: Umformprozesse, bei denen es trotz Erwärmung zu einer Werkstoffverfestigung kommt
– Umformtemperatur liegt zwischen 500 °C und 900 °C
Halbwarmumformung Vorteile und Nachteile
Vorteile:
– Festigkeitssteigerung des Bauteils
– Kleine Toleranzbereiche
– Hohe Oberflächengüten
Nachteile:
– Energieaufwand für die Erwärmung
– Hohe Fließspannungen
Warmumformung Vor- und Nachteile
Vorteile:
– Geringer Kraft- und Arbeitsbedarf
– Großes Umformvermögen
Nachteile:
– Hoher Energieaufwand für die Erwärmung
– Hohe thermische Belastung der Werkzeuge
– Hohe Werkzeugbaustoffkosten
– Maßfehler durch Schwindung
– Werkstoffverluste und Nachbehandlungen wegen Zunderbildung
Warmumformung Charakteristika
Charakteristika:
– Werkstück erfährt vor der Umformung eine äußere Erwärmung
– Umformtemperatur liegt oberhalb der Rekristallisationstemperatur 𝑇R = 0,4 · 𝑇S
Erwärmungsmethoden in der Warmumformung
- Ofen
- Strahlung/Kovektion zur Wärmeübertragung - Induktion
- Reduzierte Zunderbildung durch hohe Erwärmungsgeschwindigkeit - Widerstandserwärmung
- Reduzierte Zunderbildung durch hohe Erwärmungsgeschwindigkeit
Zunderbildung in der Warmumformung
Verzunderung ergibt sich aufgrund der Reaktion des Sauerstoffs mit dem Eisen bereits an der Oberfläche
Zunder wirkt abrasiv auf das Werkzeug und muss daher zwingend vor dem Umformprozess entfernt werden
Bildung von Zunder ist abhängig von folgenden Faktoren:
– Zeit-Temperatur-Zyklus beim Erwärmen
– Atmosphäre beim Erwärmen
– Werkstückwerkstoff
Benenne die Verfahrensvarianten
Formpressen ohne vs. mit Grat
Stadienfolge beim Gesenkschmieden
– Entzunderung – Schmieden – Entgraten
Vor- & Nachteile der Massivumformung
Vorteile Stabilität Dichtheit Materialausnutzung Funktionsintegration Mechanische Eigenschaften
Nachteile Keine Hinterschneidungen umformtechnisch herstellbar Teure Werkzeuge
Charakteristische Eigenschaften der Massivumformung
Massive Halbzeuge
Große Formänderungen
Hohe Kräfte
Große Querschnitts- & Abmessungsänderung
Große Verfestigung des Werkstoffs bei Kaltumformung
Hohe Werkzeugbeanspruchung
Das Biegen ist ein Verfahren der Blechumformung. Dabei kommt es häufig zu einer für das Biegen charakteristischen Rückfederung des umgeformten Bleches. Nennen Sie die zwei Ursachen für die Rückfederung
Elastische Spannungen, Eigenspannungen
Das Abstreckziehen ist ein Umformverfahren, dessen Ziel eine definierte Reduzierung der Blechwanddicke ist. Nennen Sie ein typisches Produkt, welches mit dem Abstreckziehen hergestellt wird
Batteriegehäuse, Dosen, z. B. Getränkedose, Deo-Dose
