P 850 - Wirbelbetterwärmung von Platinen für das Presshärten
Der schonende Umgang mit Ressourcen und die Vermeidung umweltschädlicher Emissionen z. B. in Produktions-, Energiegewinnungs- und Mobilitätsprozessen sind global anerkannte Aufgaben der internationalen Gemeinschaft. In …
Inhalt
- Autoren
- T. Tröster, T. Marten, S. Adelbert, A. Kadim
- Veröffentlichung
- 2012
Der schonende Umgang mit Ressourcen und die Vermeidung umweltschädlicher Emissionen z. B. in Produktions-, Energiegewinnungs- und Mobilitätsprozessen sind global anerkannte Aufgaben der internationalen Gemeinschaft. In diesem Kontext ist der Leichtbau bewegter Massen einer der führenden Technologietreiber. Eine signifikante Reduzierung des Ressourcen - und Energieverbrauchs ist über den verstärkten Einsatz von Produkten in Leichtbauweise erreichbar. Der Werkstoff Stahl wird sich daher in Zukunft nur behaupten können, wenn die Aspekte des Leichtbaus noch stärker in den Vordergrund rücken. Tatsächlich bietet Stahl hier eine exzellente Option, nämlich durch die Erhöhung der Festigkeit zu einer erheblichen Verbesserung des Verhältnisses Festigkeit zu Dichte zu gelangen.
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Eine prominente Möglichkeit zur Umsetzung bietet hier das Verfahren des Presshärtens. Mit dem Verfahren des Presshärtens von Mangan-Bor-Stählen lassen sich höchstfeste komplexe Bauteilgeometrien herstellen, die schon heute in vielen Strukturbereichen im Fahrzeug Verwendung finden. Ein Nachteil dieser pressgehärteten Bauteile liegt aktuell in den relativ hohen Prozesskosten, die unter anderem auch durch hohe Investitionen und einen hohen Platzbedarf der entsprechenden Rollenherdöfen zur Erwärmung der Platinen verursacht werden. Hier besteht ein Bedarf, kostengünstigere und platzsparende Erwärmungsmöglichkeiten zu identifizieren. Ziel des Forschungsvorhabens ist daher die Entwicklung und Untersuchung der Wirbelbetterwärmung von Stahlplatinen für das Presshärten. Dieses alternative Erwärmungsverfahren wird heutzutage bereits z. B. für die industrielle Erwärmung massiver Bauteilkomponenten eingesetzt und bietet aufgrund der Prozessparameter auch ein großes Potenzial für die Erwärmung im Presshärteprozess. Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden daher experimentelle Untersuchungen an entsprechenden Wirbelbettöfen durchgeführt. Hierzu gehörte die Bestimmung von Aufheizgradienten ebenso wie Tests zum Einsatz verschiedener Beschichtungssysteme. Abschließend wurde der Aspekt des partiellen Presshärtens nähergehend betrachtet, so dass das Aufheizverhalten der Platinen bei einer teilweisen Erwärmung in der Wirbelschicht untersucht wurde. Die durchgeführten Versuche in diesem Forschungsprojekt zeigen die generelle Einsatzfähigkeit der Wirbelbetterwärmung von Platinen für den Presshärteprozess auf. Platinen aus presshärtbaren Stählen könnenmithilfe dieser Erwärmungsmethode auf die benötigten Prozesstemperaturen erwärmt werden. Ebenso können unter Beachtung bestimmter Restriktionen die zurzeit eingesetzten Beschichtungssysteme für den Presshärteprozess genutzt werden. Darüber hinaus ist eine Herstellung von gradierten Bauteilstrukturen durch eine partielle Erwärmung der Ausgangsplatinen vor der Umformung prinzipiell mittels der Wirbelbetterwärmung umsetzbar. Das Forschungsvorhaben wurde am Lehrstuhl für Leichtbau im Automobil (LiA), Universität Paderborn zusammen mit der Benteler Automobiltechnik GmbH, Paderborn und der Schwing Fluid Technik GmbH, Neukirchen-Vluyn, mit fachlicher Begleitung und mit finanzieller Förderung durch die Forschungsvereinigung Stahlanwendung e. V., Düsseldorf, aus Mitteln der Stiftung Stahlanwendungsforschung, Essen, durchgeführt.
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