Optimale Prozessschmierung sichert Qualität der Warmumformung

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MaSuB GmbH - Maschinen für die Schweißnahtvorbereitung und Blechbearbeitung

Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover

Prüfstand untersucht tribologische Wechselwirkungen zwischen Werkzeugoberfläche und Blech

Für die Bewertung einer Prozessschmierung sind umfangreiche Untersuchungen hinsichtlich ihrer Beständigkeit und ihres Verschleißverhaltens erforderlich. Dafür wird ein am Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen (IFUM) entwickelter und modifizierter Prüfstand, der in Bild 1 dargestellt ist, eingesetzt. Dieser ermöglicht die Untersuchung von tribologischen Wechselwirkungen zwischen Werkzeugoberfläche und Blechwerkstoff an einer geraden Ziehkante bei der Analyse von Warmumformprozessen. Auf Basis der damit durchgeführten Versuche lassen sich Aussagen über die Standmengen von Werkzeugen und Beschichtungen herleiten [3].

Dabei werden hauptsächlich verschiedene Kombinationen von Beschichtungen mit Werkzeug- und Blechwerkstoffen für das Presshärten untersucht. Dazu wird das vom Coil abgehaspelte Spaltband des zu untersuchenden Blechmaterials der Versuchseinrichtung zugeführt und mittels eines Querfeldinduktors auf 950 °C temperiert. Die Anlage zieht das mit zwei Spannbacken geklemmte Blech, welches auch beschichtet sein kann, hubweise wie in Bild 2 dargestellt über die zu untersuchende Probenkante.

Jeder Hub repräsentiert dabei einen Tiefziehvorgang mit einem zuvor noch nicht umgeformten Blech und dem entsprechenden Ziehweg bei variierbarer Vorstreckung. Die zwischen Spaltband und Probenkörper wirkende Flächenpressung wird wie im realen Tiefziehprozess durch die Normalkraft, die aufgrund von Zieh- und Gegenhaltekraft auftritt, auf den Ziehkantenradius aufgebracht und variiert.

Die ideale Prozessschmierung wird in verschiedenen Versuchen ermittelt

Zur Analyse der Verschleißentwicklung werden die Probenkörper nach einem festgelegten Intervall, das beispielsweise 2500 Hübe oder auch viel mehr betragen kann, demontiert, vermessen, mit der Ausgangsgeometrie verglichen und gegebenenfalls mikroskopisch betrachtet. Außerdem finden Rauigkeitsuntersuchungen an verschiedenen Positionen der Ziehkante statt. Anschließend erfolgt je nach Zustand der Probenkörper und Untersuchungsziel der erneute Einbau in den Verschleißprüfstand für weitere Belastungsintervalle, deren Auswirkungen wiederum zu analysieren sind. Zwischendurch ist eine Optimierung der zu untersuchenden Probenkörperbeschichtungen sinnvoll, um letztendlich eine praxistaugliche Prozessschmierung für das Presshärten zu entwickeln.

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